De vraag wanneer het universum ‘opmerkt’ dat wij het waarnemen klinkt als sciencefiction, maar vormt de kern van een van de meest verontrustende ontdekkingen in de kwantumfysica. Experimenten, geworteld in de gedachte-experimenten van natuurkundige John Wheeler eind jaren zeventig, suggereren dat de werkelijkheid pas vaststaat als deze wordt gemeten – en zelfs dan kan onze keuze van hoe te meten met terugwerkende kracht van invloed zijn op wat er is gebeurd.
Het dubbelspletenexperiment: een kwantumstartpunt
De basis voor deze verbijsterende conclusies is het dubbelspletenexperiment. Stel je voor dat je licht door twee smalle openingen schiet. Licht gedraagt zich als een golf en creëert een interferentiepatroon op een scherm: heldere en donkere banden worden afgewisseld, net zoals watergolven door openingen zouden doen. Dit bevestigt de golfachtige aard van licht.
Maar wat gebeurt er als je fotonen één voor één doorstuurt? Verrassend genoeg bouwen zelfs afzonderlijke fotonen uiteindelijk hetzelfde interferentiepatroon op, wat erop wijst dat elk foton op de een of andere manier met zichzelf interfereert. Dit is waar dingen vreemd worden; een enkel deeltje dat zich gedraagt als een golf.
Observatie verandert alles
Als je probeert te bepalen door welke spleet elk foton gaat door een detector bij de openingen te plaatsen, verdwijnt het golfgedrag. De fotonen gedragen zich nu strikt als deeltjes en raken het scherm op verschillende plekken, zonder interferentiepatroon. De handeling van het waarnemen dwingt het foton om te “kiezen” tussen een golf of een deeltje. Dit gaat niet alleen over onze instrumenten; het gaat over de fundamentele aard van het meten zelf.
Wheeler’s uitgestelde keuze: realiteit met terugwerkende kracht
John Wheeler heeft dit nog verder doorgevoerd. Hij vroeg of het universum zich nog steeds op dezelfde manier zou gedragen als we de beslissing om te observeren zouden uitstellen totdat na het foton al door de spleten was gegaan. Kan een keuze die in het heden wordt gemaakt, invloed hebben op wat er in het verleden is gebeurd?
Wheeler stelde een analogie voor door gebruik te maken van verre licht van quasars, gebogen door de zwaartekracht. Door te kiezen hoe we die bundels – golfachtig of deeltjesachtig – willen meten, kunnen we schijnbaar met terugwerkende kracht het gedrag van de fotonen bepalen. Experimenten bevestigden later zijn voorspelling. Zelfs een uitgestelde keuze dwingt het foton om te ‘onthouden’ wat we zullen beslissen. Dit houdt in dat tijd geen rigide structuur is, en dat het universum zich pas in een definitieve toestand vestigt als wij het daartoe dwingen.
De kwantumgum: het verleden weggooien
De ‘delayed choice quantum eraser’ gaat nog een stap verder. In deze versie beslist het experiment of er moet worden bijgehouden door welke spleet het foton gaat nadat het foton al op het scherm is geraakt. Als de informatie wordt vastgelegd, vormt zich geen interferentiepatroon. Maar als de informatie wordt weggegooid, verschijnt het patroon opnieuw. Het maakt het universum niet uit of we het pad in eerste instantie hebben gemeten, zolang we de gegevens ervan maar wissen.
De implicaties: verder dan gezond verstand
Wheeler voerde aan dat praten over fotonen “tijdens de vlucht” zinloos is. Er zijn alleen metingen en observaties; de volgorde maakt niet uit. De dualiteit tussen golven en deeltjes gaat niet over wat fotonen zijn, maar over hoe we ermee omgaan.
Wat we krijgen, of het nu deeltjes of golven zijn, is wat we krijgen. En pas als we die meting hebben gedaan, onthult de natuur welk aspect van de werkelijkheid ons moet laten zien.
Deze experimenten suggereren niet dat het universum ons bewust voor de gek houdt; ze tonen eerder aan dat ons begrip van de werkelijkheid fundamenteel onvolledig is. Het universum heeft geen reeds bestaande eigenschappen totdat we ze meten, en onze keuzes in het heden kunnen het verleden beïnvloeden. Dit dwingt ons om de verontrustende mogelijkheid onder ogen te zien dat de werkelijkheid geen vaste entiteit is, maar een dynamisch samenspel tussen observatie en bestaan.
