Pilot dalga teorisi kuantum tünelleme testinden sağ çıktı

Parçacıkların bir dalga tarafından yönlendirilen gerçek yörüngeleri izlediğini savunan de Broglie-Bohm teorisi, yeni bir sınavdan daha çıktı. Yeni bir analiz, Nature dergisinde yayımlanan kuantum tünelleme deneyinin, düzenekteki ışık sızıntıları hesaba katıldığında bu teoriyle çelişmediğini savunuyor.

Tünelleme tartışması

Geçen yıl Jan Klaers'in Hollandalı ekibi, ışık taneciği olan fotonlarla yaptığı deneyi Nature'da yayımladı. Tünelleme, bir parçacığın klasik fizikte aşılamaz bir engeli geçmesidir ve kuantum fiziğinde bunu bariyerin içine sızan sönümlü bir dalga mümkün kılar. Deneyden çıkarılan sonuca göre teori, fotonların bariyer içindeki hızını sıfır olarak öngörüyordu ve bu durum teoriyi zor durumda bırakmış görünüyordu.

Yeni analiz ise düzenekteki ışık sızıntılarını hesaba katıyor. Bu sızıntılar dikkate alındığında yörüngelerin bariyeri gerçekten aştığı görülüyor ve teorinin öngörüleri gözlemlerle uyuşuyor.

Dalganın taşıdığı sörfçü

dBB olarak da anılan teorinin kökeni, 1927'deki beşinci Solvay Kongresi'ne uzanıyor. Niels Bohr, Werner Heisenberg ve Max Born'un temsil ettiği Kopenhag okulu dünyanın doğası gereği rastgele olduğunu savunuyordu. Albert Einstein ise klasik determinizmi savunuyordu. Louis de Broglie üçüncü bir yol önerdi: noktasal parçacığın gerçek ve sürekli bir yörüngesi vardır, onu da kuantum dalgası yönlendirir; tıpkı dalgaya kapılmış bir sörfçü gibi.

Çift yarık deneyinde parçacık yalnızca bir yarıktan geçer, ancak dalga ikisinden de geçerek onu yönlendirir. Başlangıç koşulları farklı çok sayıda denemede girişim saçakları istatistiksel olarak kendiliğinden ortaya çıkar ve dalga-parçacık ikiliğinin gizemi ortadan kalkar. De Broglie fikri sonradan terk etti; muhtemelen dışlanma endişesiyle. 1952'de David Bohm teoriyi yeniden keşfetti ve Kopenhag okulunun itirazlarının temelsiz olduğunu gösterdi.

Teorinin savunucularına göre dBB, kuantum ölçümünü açıklıyor ve Schrödinger'in kedisi gibi paradoksları ortadan kaldırıyor. Son analiz, yaklaşık yüz yıl sonra bile teorinin deneyle yüzleşmeye dayanabildiğini gösteriyor.