Eksperymenty z 2025 roku potwierdzają zasadę komplementarności w sporze Einsteina z Bohrem

Rok 2025 przyniósł empiryczne rozstrzygnięcie niemal stuletniego sporu naukowego dotyczącego fundamentalnej natury światła i mechaniki kwantowej. Wydarzenie to stanowiło weryfikację interpretacji Nielsa Bohra w kontekście dualizmu korpuskularno-falowego, odpowiadając na wyzwania stawiane przez Alberta Einsteina. Debata, której korzenie sięgają Piątej Konferencji Solvaya w Brukseli w październiku 1927 roku, została ostatecznie zamknięta dzięki zaawansowanym technologiom umożliwiającym precyzję niedostępną przez blisko sto lat.

Osiągnięcie to zbiegło się z ogłoszeniem przez Organizację Narodów Zjednoczonych rok 2025 Międzynarodowym Rokiem Nauki i Technologii Kwantowych, co podkreśla znaczenie obecnej dekady dla rozwoju kwantowego. Nowoczesne eksperymenty, przeprowadzone przez zespoły badawcze z Massachusetts Institute of Technology (MIT) oraz Uniwersytetu Nauki i Technologii Chin (USTC), miały na celu odtworzenie słynnego eksperymentu myślowego Einsteina. Eksperyment ten dotyczył jednoczesnego pomiaru ścieżki fotonu, co jest cechą cząstkową, oraz obserwacji wzoru interferencyjnego, charakterystycznego dla natury falowej.

Kluczowym elementem rozstrzygającym było potwierdzenie zasady komplementarności Bohra: uzyskanie informacji o ścieżce fotonu nieuchronnie prowadzi do zniszczenia wzoru interferencyjnego. Naukowcy z MIT, pod kierownictwem Wolfganga Ketterle, zastosowali innowacyjną metodę, zastępując tradycyjne szczeliny chmurą dziesięciu tysięcy atomów schłodzonych do temperatury bliskiej zera absolutnego, gdzie każdy atom działał jako indywidualna „szczelina” rozpraszająca fotony. Ta technika pozwoliła na precyzyjne sterowanie „rozmyciem” atomów, co bezpośrednio korelowało z możliwością rejestracji drogi fotonu.

Osiągnięcie to stanowi znaczący kamień milowy empiryczny, przenosząc teoretyczne wyzwanie, które fascynowało fizyków od czasów de Broglie’a i równania Schrödingera, do domeny potwierdzonych praw fizycznych. Wyniki z 2025 roku wyraźnie opowiadają się po stronie Bohra, dowodząc, że komplementarność jest fundamentalną regułą natury. Kontekst historyczny obchodów roku 2025 jest istotny, gdyż upływa sto lat od sformułowania mechaniki kwantowej przez Heisenberga, Borna, Jordana oraz Schrödingera.

Międzynarodowy Rok Nauki i Technologii Kwantowych, zainaugurowany w UNESCO w Paryżu, ma na celu popularyzację tych osiągnięć i podkreślenie ich wpływu na współczesną technologię. Rozstrzygnięcie sporu na linii Einstein-Bohr w tym symbolicznym roku stanowi potwierdzenie kierunku rozwoju fizyki, jednocześnie otwierając nowe perspektywy dla technologii kwantowych, które mogą przyczynić się do realizacji celów zrównoważonego rozwoju ONZ. Analiza ta precyzyjnie rozróżnia empiryczne potwierdzenie zasady komplementarności od szerszych, filozoficznych wątpliwości Einsteina co do kompletności teorii kwantowej.