Hvad er kvanteusikkerhed?

Kvanteusikkerhed, eller mere formelt Heisenberg-usikkerhedsprincippet, er et fund i kvantefysik, der siger, at man ikke samtidig kan kende både den nøjagtige position og den nøjagtige momentum for en enkelt partikel. Usikkerhedsprincippet giver også matematiske præcise (kvantitative) tillidsgrænser for målinger. I det væsentlige, jo mere præcist du vil kende en værdi, desto mere nøjagtighed skal du ofre i din måling af den anden.

På grund af sin tilknytning til kvantemekanikrevolutionen har kvanteusikkerhed en varig plads i populærkulturen, hvor den ofte fortolkes forkert. Kvanteusikkerhed i film og film bruges undertiden forkert til at henvise til store genstande, når det virkelig kun gælder partikler. Desuden præsenteres ideen om kvanteusikkerhed ofte på en mystisk måde, uden at nævne, at konceptet går hånd i hånd med nøjagtige kvantitative tillidsgrænser, som ikke er så mystiske.

Forestillingen om kvanteusikkerhed forårsagede en voldsom begyndelse i det tidlige 20. århundrede, da fysikere forsøgte at finde frem til oplysningerne om kvanteteori gennem modstridende fortolkninger. Neils Bohr og mange andre fysikere talte for Københavns fortolkning, der siger, at universet er grundlæggende uklar på det laveste niveau, beskrevet af sandsynlighedsfordelinger snarere end deterministisk sammenkoblede, veldefinerede tilstande. Werner Heisenberg, der udledte usikkerhedsprincippet fra kvanteteoriens matematiske struktur, var også talsmand for Københavns fortolkning. Albert Einstein sagde imidlertid ikke, berømt sagde "Gud spiller ikke terninger".

Teorien om kvanteusikkerhed, selvom den er pakket med matematisk præcise tillidsgrænser, er virkelig ganske mystisk. Der er stadig uoverensstemmelser i fysikfællesskabet om, hvorvidt Københavns fortolkning uundgåeligt følger af kvantesikkerhed. Det moderne alternativ til Københavns fortolkning er tolkningen af ​​mange verdens verdener om kvantemekanik, som hævder, at virkeligheden faktisk er deterministisk.

I forbindelse med Newtons mekanikers store succes i mere end et århundrede tidligere var fysikere meget tilbageholdne med at opgive deterministiske teorier uden utroligt overbevisende bevis. Så de forsøgte at komme med "skjulte variable" teorier, som forsøgte at forklare kvanteusikkerheden som en egenskab på højt niveau, der fremgår af mere grundlæggende deterministiske interaktioner. Imidlertid fandt en fund, der kaldes Bells ulighed, at lokale skjulte variable teorier ikke kunne bruges til at beskrive kvanteusikkerhed uden at postulere hurtigere end lys-korrelationer mellem alle partikler i universet. Imidlertid foreslås stadig ikke-lokaliserede skjulte variable teorier for at forklare et deterministisk fundament bag kvanteusikkerheden.