Nobelprijs natuurkunde naar quantumverstrengeling

Gieljan de Vries

04-10-2022 13:24:48

quantumverstrengeling

De Nobelprijs voor natuurkunde is dit jaar toegekend aan Alain Aspect, John F. Clauser en Anton Zeilinger, die voor het eerst met experimenten aantoonden dat de allerkleinste deeltjes zich zelfs op grote afstand van elkaar kunnen gedragen als één geheel.

“Ik ben ervan overtuigd dat God niet dobbelt”, schreef Einstein in een brief aan collega’s. En hij had het mis. In de quantummechanica bepalen deeltjes pas tijdens een meting hun eigenschappen zoals plaats, snelheid of de richting van hun magneetveld. Zogeheten quantumverstrengelde deeltjes die ooit in nauw contact waren, kunnen zelfs op grote afstand samenspannen. Bijvoorbeeld zodat het magneetveld van de een altijd de andere richting op wijst als dat van zijn partner.

Lees ook:

quantumverstrengeling
Quantumverstrengeling laat deeltjes zoals atomen of elektronen informatie uitwisselen die niemand af kan luisteren of zelfs maar voorspellen. © Johan Jarnestad / The Royal Swedish Academy of Sciences

Verborgen informatie

Besluiten verstrengelde deeltjes op meters van elkaar écht pas tijdens een meting hoe hun petten staan of dragen ze diep vanbinnen verborgen informatie mee die wij niet kunnen meten, afgesproken toen ze nog in nauw contact waren? Natuurkundigen Alain Aspect, John F. Clauser en Anton Zeilinger slaagden er als eersten in om die vraag te beantwoorden, wat hen nu de Nobelprijs voor de natuurkunde oplevert.

John Clauser (1942, VS) werkte theoretische voorspellingen van de fysicus John Bell uit tot een recept voor hoe je met experimenten aan kon tonen hoe quantumverstrengeling werkt. Alain Aspect (1942, Frankrijk) was de eerste die die experimenten daadwerkelijk uitvoerde. Het resultaat: quantumverstrengelde deeltjes wisselen pas op het moment van een meting onmeetbaar snel informatie uit, en geen nanoseconde eerder.

Anton Zeilinger (1945, Oostenrijk) besloot het pleit, en wist verstrengelde deeltjes voor het eerst te gebruiken om informatie van het ene verstrengelde deeltje naar het andere te teleporteren. Omdat de quantuminformatie onafluisterbaar van het ene deeltje naar het andere springt, is dat zelfs in te zetten voor beveiliging, zoals informatie overseinen tussen banken.

Banken

Quantumverstrengeling is een tegenvaller voor iedereen die hoopt dat er toch voorspelbare mechaniekjes zitten onder de motorkap van atomen. Dan was er namelijk nog een mogelijkheid geweest dat je door nauwkeurig meten toch perfect zou kunnen voorspellen wat een quantumdeeltje gaat doen.

De Nederlander Ronald Hanson, ook getipt voor de Nobelprijs op dit onderwerp, sloot in 2015 een laatste gat in de redenering en wist quantuminformatie te teleporteren tussen twee elektronen op een kilometer van elkaar verwijderd. Sindsdien wordt quantuminformatie al uitgewisseld door de open lucht, zelfs naar satellieten. Zo bouwen natuurkundigen aan een quantuminternet, waarover je informatie gegarandeerd veilig uit kunt wisselen.

Bron: Nobelprize.org

Beeld: Niklas Elmehed

Ben je geïnteresseerd in de wereld van wetenschap & technologie en wil je hier graag meer over lezen? Word dan lid van KIJK! 



Podcast KIJK en luister via JUKE






Meer Nieuws