3 283 svenskar, bland dem elever vid Katedralskolan i Linköping, deltog hösten 2016 i ett gigantiskt experiment som utmanade Einsteins tankar om hur världen fungerar i kvantskalan. Forskare vid Linköpings universitet, Jan-Åke Larsson och Guilherme Xavier, är medförfattare till den artikel som nu publicerats i den ansedda vetenskapliga tidskriften Nature.

Professor Jan-Åke Larsson, LiU

I slutet av november 2016 genomfördes det stora Bell-testet då 13 liknande fysikaliska experiment genomfördes på 12 olika platser i världen med data från över 100 000 deltagare.
Den stora fråga som experimenten skulle svara på är om fotoner kan tala med varandra på långa avstånd och snabbare än ljuset färdas. Det finns experimentella resultat, bland annat utförda av en forskargrupp där LiU-professor Jan-Åke Larsson ingått, som tyder på det finns något som Albert Einstein kallade ”spöklik avståndsverkan”. I samma stund som man mäter polarisationen på den ena fotonen i ett sammanflätat eller snärjt par, verkar den andra fotonen omedelbart anta motsatt polarisation, även på kilometerlånga avstånd.
De tidigare experimenten har använt slumptalsgeneratorer för att välja polarisationsriktning, men i det här experimentet användes för första gången människors fria vilja. Detta för att inte naturen ska kunna lura fysikerna att använda fel teori. Alla val av polarisationsriktning till experimenten kom från människor som med hjälp av ett mobilspel genererade kodsträngar av ettor och nollor. Totalt genererades strängar med drygt 95 miljoner ettor och nollor. I världen deltog 109 046 personer varav 3 283 i Sverige, bland dem elever vid Katedralskolan i Linköping.
Serierna av ettor och nollor skickades till tolv laboratorier runtom i världen för att utföra 13 olika experiment samtidigt.
– Med människor som slumptalsgeneratorer ville vi en gång för alla bevisa att det inte finns någon annan förklaring till det här fenomenet än den kvantmekaniska, säger Jan-Åke Larsson, professor på avdelningen Informationskodning.
Guilherme Xavier, universitetslektor vid samma avdelning, arbetade hösten 2016 på ett av de laboratorier som utförde själva experimenten, vid universitetet i Concepción i Chile.
I de tretton experimenten utfördes test av en olikhet som formulerades och bevisades av fysikern John Bell 1964. Olikheten sätter en gräns för hur stor korrelationen kan vara mellan två system om de inte kan påverka varandra på långa avstånd, det vill säga om avståndsverkan inte finns.
– De olika experimenten använde lite olika metoder och verktyg för att testa Bells olikhet och det måste till en enorm sammansvärjning för att kunna styra 100 000 människors fria vilja och tretton olika experiment som använder olika stor del av kodmängden. I Chile använde vi 27 miljoner bitar av koden, säger Guilherme Xavier.
I artikeln i Nature konstaterar de 106 författarna att resultaten starkt motsätter sig lokal realism:
– Det finns två filosofiska antaganden som ligger som grund för experimenten, det ena är ”realism”, att fotonernas polarisation existerar även om vi inte mäter på dem, och det andra antagandet gäller ”lokalitet”, att ingen påverkan kan ske snabbare än ljuset. Det experimenten visar är att vi måste förkasta ett av dessa antaganden, de är beroende av varandra, men kan inte gälla samtidigt, säger Jan-Åke Larsson.
The Big Bell test leddes av ICFO -The Institute of Photonic Sciences, i Barcelona och experimenten utfördes i Concepción, Brisbane, Shanghai, Wien, Rom, München, Zurich, Nice, Barcelona, Buenos Aires och Boulder. I ett pressmeddelande från ICFO tackas också alla de över 109 000 personer världen över som bidrog till det stora Bell-testet.

Filed under: SvenskTeknik