Paradoxa de l'amic de Wigner: hi ha una realitat objectiva?

2024 Autora: Seth Attwood | [email protected]. Última modificació: 2023-12-16 16:00

Què és la realitat? I qui pot respondre aquesta pregunta? L'any passat, científics de la Universitat Heriot-Watt d'Escòcia van provar un experiment interessant que suggereix que la realitat objectiva pot no existir.

Malgrat que abans aquesta idea era només una teoria, ara els investigadors van poder traslladar-la a les parets del laboratori universitari i, per tant, provar-la. Com que al món quàntic les mesures des de diferents posicions donen resultats diferents, però alhora són igualment correctes, l'experiment realitzat va demostrar que en el món de la física quàntica, dues persones poden observar el mateix esdeveniment i resultats diferents; tanmateix, cap d'aquests dos esdeveniments es pot percebre com a incorrecte.

En altres paraules, si dues persones veuen dues realitats diferents, aleshores no es poden posar d'acord quina és la correcta. Aquesta paradoxa es coneix com a "paradoxa de l'amic de Wigner" i ara els científics ho han demostrat experimentalment.

La mecànica quàntica és una branca de la física teòrica que descriu les propietats bàsiques i el comportament dels àtoms, ions, molècules, electrons, fotons, matèria condensada i altres partícules elementals.

Paradoxa de l'amic de Wigner

El 1961, el premi Nobel de física Eugene Wigner es va qüestionar seriosament què és la realitat objectiva. El científic va proposar un dels experiments més estranys de la mecànica quàntica, que implicava la idea que dues persones podien observar dues realitats diferents i cap d'elles s'equivocaria tècnicament. Però com?

En un experiment mental anomenat paradoxa de l'amic de Wigner, dos científics en un laboratori estudien un fotó, la unitat quantitativa més petita de la llum. Cal destacar que aquest fotó polaritzat, quan es mesura, pot tenir polarització horitzontal o vertical. Però abans de la mesura, segons les lleis de la mecànica quàntica, un fotó existeix en els dos estats de polarització simultàniament, en l'anomenada superposició.

Així doncs, Wigner va imaginar com el seu amic en un altre laboratori mesura l'estat d'aquest fotó i recorda el resultat, mentre el mateix Wigner observa des de lluny. Al mateix temps, Wigner no té cap informació sobre la mesura del seu amic, i per tant es veu obligat a suposar que el fotó i la seva mesura es troben en una superposició de tots els resultats experimentals possibles.

Però això contrasta molt amb el punt de vista de l'amic de Wigner, que en realitat va mesurar la polarització del fotó i la va registrar! L'amic fins i tot pot trucar a Wigner i dir-li que s'ha fet la mesura (sempre que no es reveli el resultat). Així, obtenim dues realitats, que es contradiuen, la qual cosa posa en dubte l'estatus objectiu dels fets establert per dos observadors.

Cal destacar que fins al 2019 -fins que els científics suecs van fer el mateix experiment al laboratori- la paradoxa de l'amic de Wigner era purament un experiment mental. Igual que el famós experiment proposat pel físic teòric austríac Edwin Schrödinger.

El gat de Schrödinger és un experiment mental que descriu l'absurd de la mecànica quàntica. Imagina que tens un gat i una caixa. A la caixa hi poses un gat, una substància radioactiva i un mecanisme especial que obre un matràs amb verí. En cas de desintegració d'un àtom radioactiu en una caixa tancada -i això pot passar en qualsevol moment- el mecanisme obrirà el recipient amb el verí i el gat morirà. Però només podeu esbrinar si un àtom radioactiu s'ha desintegrat o no, només podeu mirar a la caixa. Fins a aquest punt, segons els principis de la física quàntica, el gat està viu i mort, és a dir, està en superposició.

No hi ha una realitat objectiva?

Els investigadors van utilitzar sis fotons entrellaçats per crear dues realitats alternatives al laboratori. Una realitat representava la realitat de Wigner, l'altra la realitat del seu amic. L'amic de Wigner va mesurar la polarització del fotó i va guardar el resultat, després de la qual cosa el mateix Wigner va realitzar una mesura d'interferència per determinar si la mesura i el fotó estaven en superposició.

Els resultats obtinguts per l'equip de científics van ser mixtos. Va resultar que ambdues realitats poden coexistir, fins i tot si porten a resultats irreconciliables, tal com va predir Eugene Wigner. Però es poden reconciliar?

La idea que els observadors poden eventualment conciliar les seves mesures d'alguna realitat fonamental es basa en diversos supòsits.

En primer lloc, existeixen fets universals i els observadors poden posar-s'hi d'acord.

En segon lloc, l'elecció que fa un observador no afecta l'elecció que fan els altres observadors: aquesta suposició que la física anomena localitat. Per tant, si hi ha una realitat objectiva amb la qual tothom pot estar d'acord, aleshores totes aquestes suposicions són certes.

Però els resultats del treball dels científics de la Universitat Heriot-Watt, publicats a la revista Science Advances, indiquen que la realitat objectiva no existeix. En altres paraules, l'experiment suggereix que una o més hipòtesis -la idea que hi ha una realitat amb la qual podem estar d'acord, la idea que tenim lliure elecció o la idea de localitat- han de ser errònies.

"El mètode científic es basa en fets acceptats universalment establerts per mesures repetides, independentment de qui va fer les observacions", escriuen els investigadors al seu treball.

No sé vosaltres, però em gira el cap, perquè els resultats obtinguts aporten una evidència real que, pel que fa al camp de la física quàntica, no existeix la realitat objectiva.