Wetenschappers geven toe: eigenlijk snapt niemand hoe kwantumtechnologie werkt

De theorie achter kwantummechanica heeft de wereld drastisch veranderd. Zonder deze bizarre tak van de natuurkunde hadden we geen computers, lasers of MRI-scanners gehad. Maar hoewel de bijbehorende formules al een eeuw lang perfect kloppen, tast zelfs de wetenschap nog altijd in het duister over wat er zich echt afspeelt op het allerkleinste niveau.

In het vakgebied klinkt al decennia de verzuchting: “Shut up and calculate.” Oftewel: hou op met vragen stellen en gebruik gewoon de formules, want die werken. Maar dat betekent niet dat wetenschappers zich erbij neerleggen. Integendeel: een nieuwe peiling van het tijdschrift Nature laat zien hoe verdeeld fysici zijn over wat kwantummechanica nu precies zegt over de werkelijkheid.

Aanleiding voor de peiling is het honderdjarig bestaan van de kwantummechanica. Meer dan 1.100 natuurkundigen gaven antwoord op vragen als: Bestaat de wereld pas als we ernaar kijken? Is er een grens tussen de gewone wereld en de kwantumwereld? En kunnen meerdere uitkomsten tegelijk bestaan in parallelle universums?

Een ruime meerderheid was het over één ding eens: er is géén overeenstemming over wat kwantummechanica nu eigenlijk betekent. Slechts 24 procent van de ondervraagde fysici gaf aan vertrouwen te hebben in de interpretatie die ze aanhangen.

De populairste verklaring is nog altijd de zogeheten Copenhagen-interpretatie. Die stelt dat kwantumdeeltjes pas een definitieve toestand aannemen als iemand ze meet. Tot dat moment zijn ze bijvoorbeeld op meerdere plekken tegelijk. Het beroemdste voorbeeld is Schrödingers kat: die is in een afgesloten doos tegelijk dood én levend, totdat je kijkt.

Maar die verklaring roept ook veel vragen op. Waarom verandert de waarneming iets aan de werkelijkheid? En wat ís dat dan precies, ‘waarnemen’?

Een andere groep fysici (15 procent) kiest voor de veelbesproken "many worlds"-theorie. Volgens die opvatting klapt de golf niet in elkaar, maar splitst de werkelijkheid zich bij elke mogelijke uitkomst. Kies je kop of munt? In jouw wereld wordt het kop, maar in een ander universum wordt het munt. Alle mogelijkheden bestaan dus echt, maar in parallelle werkelijkheden.

Dat idee spreekt onder meer de Amerikaanse theoretisch natuurkundige Sean Carroll aan: “Het is misschien moeilijk te bevatten, maar dat mag je ook verwachten van een fundamentele theorie over de realiteit.”

De deelnemers aan de peiling waren ook verdeeld over andere kernvragen. Is er een scheidslijn tussen de kwantumwereld en onze dagelijkse realiteit? Precies de helft dacht van wel, de andere helft dacht van niet.

Opvallend is dat driekwart van de ondervraagden verwacht dat de kwantummechanica uiteindelijk wordt vervangen door een betere theorie. Wat dat dan moet zijn, blijft nog even een raadsel.

Een eeuw na het ontstaan van de kwantummechanica heeft deze mysterieuze theorie dus niet alleen technologie voortgebracht, maar ook filosofische hoofdbrekens. En dat zal voorlopig nog wel even zo blijven.

Bron: Science Alert