“There is no matter as such… All matter originates and exists only by virtue of a force which brings the particles of an atom to vibration and holds this most minute solar system of the atom together. We must assume behind this force the existence of a conscious and intelligent spirit. This spirit is the matrix of all matter.” Max Planck 1944. Winner of the Nobel Prize in Physics 1918.

Nederlands: “Er is geen materie als zodanig… Alle materie ontstaat en bestaat alleen dankzij een kracht die de deeltjes van een atoom in trilling brengt en dit allerkleinste zonnestelsel van het atoom bij elkaar houdt. We moeten achter deze kracht het bestaan van een bewuste en intelligente geest aannemen. Deze geest is de matrix van alle materie.” Max Planck 1944. Winnaar van de Nobelprijs voor de natuurkunde 1918

Drie wetenschappers hebben dinsdag (4 oktober 2022) samen de Nobelprijs voor de natuurkunde gewonnen omdat ze hebben bewezen dat kleine deeltjes een verbinding met elkaar kunnen behouden, zelfs als ze van elkaar gescheiden zijn, een fenomeen dat ooit werd betwijfeld maar dat nu wordt onderzocht voor mogelijke toepassingen in de echte wereld, zoals het coderen van informatie.

De Fransman Alain Aspect, de Amerikaan John F. Clauser en de Oostenrijker Anton Zeilinger werden door de Koninklijke Zweedse Academie van Wetenschappen geciteerd voor experimenten die aantoonden dat het “totaal gekke” veld van kwantumverstrengeling maar al te reëel was. Ze toonden aan dat onzichtbare deeltjes, zoals fotonen, met elkaar kunnen worden verbonden of ‘verstrengeld’, zelfs als ze over grote afstanden van elkaar zijn gescheiden.

Het gaat allemaal terug op een kenmerk van het universum dat zelfs Albert Einstein verbijsterde en materie en licht op een verwarde, chaotische manier met elkaar verbindt.

Stukjes informatie of materie die vroeger naast elkaar waren, hoewel ze nu gescheiden zijn, hebben een verbinding of relatie – iets dat mogelijk kan helpen bij het versleutelen van informatie of zelfs teleporteren. Een Chinese satelliet demonstreert dit nu en potentieel razendsnelle kwantumcomputers, die zich nog in het kleine en niet helemaal bruikbare stadium bevinden, vertrouwen ook op deze verstrengeling. Anderen hopen het zelfs te gebruiken in supergeleidend materiaal. <…>

Clauser, 79, kreeg zijn prijs voor een experiment uit 1972, uitgevoerd met bij elkaar geraapte apparatuur, dat hielp bij het beslechten van een beroemd debat over kwantummechanica tussen Einstein en de beroemde natuurkundige Niels Bohr. Einstein beschreef “een spookachtige actie op afstand” waarvan hij dacht dat deze uiteindelijk zou worden weerlegd <…>

“Ik wedde op Einstein,” zei Clauser. “Maar helaas had ik het mis en Einstein had het mis en Bohr had gelijk.”

Aspect zei dat Einstein technisch misschien ongelijk had, maar enorme lof verdient voor het stellen van de juiste vraag die leidde tot experimenten die kwantumverstrengeling aantoonden.

“De meeste mensen zouden aannemen dat de natuur is gemaakt van stoffen die door ruimte en tijd zijn verspreid”, zei Clauser, die als een middelbare scholier in de jaren vijftig een videogame op een computer met vacuümbuizen bouwde. “En dat blijkt niet het geval te zijn.”

Wat het werk laat zien, is dat “delen van het universum – zelfs die op grote afstand van elkaar – met elkaar zijn verbonden”, zei Johns Hopkins-natuurkundige N. Peter Armitage. “Dit is iets dat zo niet intuïtief is en iets dat zo haaks staat op hoe we denken dat de wereld zou moeten zijn.”

Dit moeilijk te begrijpen veld begon met gedachte-experimenten. Maar wat in zekere zin filosofische overpeinzingen over het universum zijn, biedt ook hoop op veiligere en snellere computers, allemaal gebaseerd op verstrengelde fotonen en materie die nog steeds op elkaar inwerken, hoe ver weg ook.

“Bij mijn eerste experimenten werd mij soms door de pers gevraagd waar ze goed voor waren”, vertelde Zeilinger, 77, aan verslaggevers in Wenen. “En ik zei met trots: ‘Het is nergens goed voor. Ik doe dit puur uit nieuwsgierigheid.’ <…>

Bij kwantumverstrengeling stelt het tot stand brengen van gemeenschappelijke informatie tussen twee fotonen die niet bij elkaar in de buurt zijn “ons in staat om zoiets als geheime communicatie te doen, op manieren die voorheen niet mogelijk waren”, zei David Haviland, voorzitter van het Nobelcomité voor Natuurkunde.

Kwantuminformatie “heeft brede en potentiële implicaties op gebieden zoals veilige informatieoverdracht, kwantumcomputing en detectietechnologie”, zei Eva Olsson, een lid van het Nobelcomité. “De voorspellingen hebben deuren geopend naar een andere wereld, en het heeft ook de fundamenten geschud van hoe we metingen interpreteren.”

Bron: https://phys.org/news/2022-10-scientists-nobel-prize-physics-quantum.html

---

Three scientists share Nobel Prize in Physics for work in quantum mechanics

From: https://phys.org/news/2022-10-scientists-nobel-prize-physics-quantum.html

Three scientists jointly won this year’s Nobel Prize in physics Tuesday (4 October 2022) for proving that tiny particles could retain a connection with each other even when separated, a phenomenon once doubted but now being explored for potential real-world applications such as encrypting information.

Frenchman Alain Aspect, American John F. Clauser and Austrian Anton Zeilinger were cited by the Royal Swedish Academy of Sciences for experiments proving the “totally crazy” field of quantum entanglements to be all too real. They demonstrated that unseen particles, such as photons, can be linked, or “entangled,” with each other even when they are separated by large distances.

It all goes back to a feature of the universe that even baffled Albert Einstein and connects matter and light in a tangled, chaotic way.

Bits of information or matter that used to be next to each other even though they are now separated have a connection or relationship—something that can conceivably help encrypt information or even teleport. A Chinese satellite now demonstrates this and potentially lightning fast quantum computers, still at the small and not quite useful stage, also rely on this entanglement. Others are even hoping to use it in superconducting material. <…>

Clauser, 79, was awarded his prize for a 1972 experiment, cobbled together with scavenged equipment, that helped settle a famous debate about quantum mechanics between Einstein and famed physicist Niels Bohr. Einstein described “a spooky action at a distance” that he thought would eventually be disproved <…>

“I was betting on Einstein,” Clauser said. “But unfortunately I was wrong and Einstein was wrong and Bohr was right.”

Aspect said Einstein may have been technically wrong, but deserves huge credit for raising the right question that led to experiments proving quantum entanglement.

“Most people would assume that nature is made out of stuff distributed throughout space and time,” said Clauser, who while a high school student in the 1950s built a video game on a vacuum tube computer. “And that appears not to be the case.”

What the work shows is “parts of the universe—even those at great distances from each other—are connected,” said Johns Hopkins physicist N. Peter Armitage. “This is something so unintuitive and something so at odds with how we feel the world ‘should’ be.”

This hard-to-understand field started with thought experiments. But what in one sense is philosophical musings about the universe also holds hope for more secure and faster computers all based on entangled photons and matter that still interact no matter how distant.

“With my first experiments I was sometimes asked by the press what they were good for,” Zeilinger, 77, told reporters in Vienna. “And I said with pride: ‘It’s good for nothing. I’m doing this purely out of curiosity.’ <…>

In quantum entanglement, establishing common information between two photons not near each other “allows us to do things like secret communication, in ways which weren’t possible to do before,” said David Haviland, chair of the Nobel Committee for Physics.

Quantum information “has broad and potential implications in areas such as secure information transfer, quantum computing and sensing technology,” said Eva Olsson, a member of the Nobel committee. “Its predictions have opened doors to another world, and it has also shaken the very foundations of how we interpret measurements.” Source: https://phys.org/news/2022-10-scientists-nobel-prize-physics-quantum.html

2