De toch al onzekere wereld van de quantummechanica is nog een stukje onzekerder geworden. Verstrengelde fotonen met gelijke energie blijken op verschillende punten te kunnen ontstaan. Dit voegt een nieuwe positionele onzekerheid toe aan de fundamentele wetten van de quantumfysica.

Quantumdeeltjes kunnen met elkaar verstrengeld zijn. Dat betekent dat ze bepaalde eigenschappen delen. Als je een eigenschap van het ene deeltje meet, ligt de waarde van die eigenschap voor het andere deeltje onmiddellijk vast. Het maakt dan niet uit hoe ver de deeltjes van elkaar verwijderd zijn.

quantummechanica-kat-onzekerheid
Quantummechanica wordt steeds vager; of juist niet? Beeld: Gabriela Barreto Lemos.

Natuurkundigen van de University of East Anglia in het Verenigd Koninkrijk creëerden paren van verstrengelde fotonen door lichtstralen door een kristal te sturen. Tot nu toe werd aangenomen dat als de lichtdeeltjes in zo’n paar evenveel energie hebben, ze van dezelfde locatie afkomstig moeten zijn.

Zwijgend higgsboson
LEES OOK
Zwijgend higgsboson

Dankzij het nieuwe onderzoek kan deze aanname in de prullenbak worden gesmeten. De natuurkundigen toonden aan dat fotonen in een verstrengeld paar met gelijke energie soms toch op verschillende plekken zijn ontstaan. Alsof je een eeneiige tweeling hebt, waarbij de helften elk een andere moeder hebben.

Heisenberg

De natuurkundigen voegen hiermee een nieuwe fundamentele positionele onzekerheid toe aan de wetten van de quantummechanica. Die wetten staan sowieso al bol van de schimmigheden. Zo weet je van een quantumdeeltje nooit exact zowel de plaats als de snelheid – iets dat bekend staat als de onzekerheidsrelatie van Heisenberg.

LEESTIP: In dit heerlijk geschreven boek bespreekt Martijn van Calmthout hoe quantumfysica steeds alledaagser wordt. Bestel in onze webshop

‘Alles bevat een zekere ‘quantumvaagheid’’, zegt onderzoeksleider David Andrews. ‘Fotonen worden vaak voorgesteld als kleine, harde bolletjes van licht, maar dat zijn ze niet.’

De ontdekking, gepubliceerd in Physical Review Letters, kan naast theoretische ook praktische gevolgen hebben. De razendsnelle quantumcomputers die momenteel worden ontwikkeld, zijn gebaseerd op verstrengelde deeltjesparen. Beter begrip van verstrengeling kan de ontwikkeling van de rekenbeesten versnellen.

Altijd op de hoogte blijven van het laatste wetenschapsnieuws? Meld je nu aan voor de New Scientist nieuwsbrief. 

Lees ook: