โลกมีนักฟิสิกส์เพียงไม่กี่คนที่เคยขึ้นเวทีสนทนากับนักร้อง opera ระดับโลกชื่อ Luciano Pavarotti (1935-2007) กับผู้อำนวยการสร้างภาพยนตร์ฮอลลีวูดชื่อ Steven Spielberg (1946-ปัจจุบัน) และกับ Dalai Lama องค์ที่ 14 (1935-ปัจจุบัน) เจ้าของรางวัลโนเบลสันติภาพปี 1989 เขาคนนั้น คือ Anton Zeilinger ซึ่งเป็นนักฟิสิกส์เซเลบ ที่ชาวออสเตรียทุกคนรู้จักดี และเมื่อถึงวันนี้คนทั้งโลกก็รู้จัก Zeilinger แล้ว ว่าเป็นผู้ได้รับรางวัลโนเบลฟิสิกส์ประจำปีนี้ร่วมกับ John Clauser (1942-ปัจจุบัน) แห่ง J.F. Clauser & Assoc. ที่เมือง Walnut Creek รัฐ California ในสหรัฐอเมริกา และ Alain Aspect (1947-ปัจจุบัน) แห่ง Institute d’ Optique ที่มหาวิทยาลัย Paris-Saclay ในฝรั่งเศส ด้วยผลงานการทดลองที่เกี่ยวข้องกับสมบัติความพัวพัน (entanglement) ของอนุภาคแสง (photon) ซึ่งได้พิสูจน์ให้โลกเห็นว่า ความคิดของ Albert Einstein นั้นผิด และความคิดของ Niels Bohr ถูก การทดลองนี้ยังเป็นการทดลองที่ได้บุกเบิกวิทยาการด้านสารสนเทศเชิงควอนตัมด้วย
ในอดีตเมื่อ 56 ปีก่อน โลกมีภาพยนตร์โทรทัศน์เรื่องหนึ่งชื่อ “Star Trek” (ในเวลานั้นยาน Apollo11 ยังไม่ได้เดินทางไปลงบนดวงจันทร์) กระนั้นผู้ชมทุกคนก็สนใจจะเดินทางไปต่างดาว เพราะได้เห็นเทคโนโลยีที่ล้ำยุคและเหลือเชื่อมากมายในภาพยนตร์ เช่น การขับเคลื่อนยาน Enterprise ด้วยการใช้ฟองปริภูมิ-เวลาห่อหุ้ม ซึ่งทำให้ยานสามารถเดินทางไปได้ด้วยความเร็วสูงยิ่งกว่าแสง นั่นจึงหมายความว่า การเดินทางไปกาแล็กซี Andromeda ที่อยู่ห่างจากโลก 2.5 ล้านปีแสง จะใช้เวลาเพียงไม่กี่สัปดาห์ เพราะยานใช้เชื้อเพลิงที่มีมวลเป็นลบ นอกจากนี้กัปตันของยานก็ยังมีวัสดุที่เป็นเสื้อคลุมวิเศษ ซึ่งสามารถทำให้ยานล่องหนได้ เพราะเวลาแสงผ่านเข้าไปในวัสดุ metamaterial ที่ใช้ทำเสื้อคลุม แสงจะไม่ทะลุออกจากวัสดุ แต่จะอ้อมผ่านยานไปในลักษณะเดียวกับการไหลของน้ำผ่านเสาที่ปักอยู่ในน้ำ เมื่อถึงวันนี้ เสื้อคลุมล่องหนในภาพยนตร์ Star Trek ที่ใช้ในการหายตัว ก็มีจริงแล้ว
Star Trek ยังมีเทคโนโลยีล้ำยุคอีกรูปแบบหนึ่ง ที่ทำให้คนดูตะลึงและฝันจะให้นักวิทยาศาสตร์สามารถสร้างได้ นั่นคือ เทคโนโลยี teleportation ที่สามารถนำสารสนเทศ (information) อย่างสมบูรณ์ของวัตถุเข้ารหัส แล้วส่งข้อมูลเหล่านั้นไปยังอีกสถานที่หนึ่ง ซึ่งอยู่ไกลถึงต่างดาวได้ ครั้นเมื่อข้อมูลเดินทางถึงสถานีปลายทาง การเก็บรวบรวมข้อมูลที่ส่งมาได้ทั้งหมดก็สามารถทำให้ผู้รับสามารถมีวัตถุนั้นได้ในทันที ตามสำนวนที่ใช้ในภาพยนตร์ คือ “beam me up” จินตนาการนี้ได้ทำให้บรรดา FC ของภาพยนตร์เรื่องนี้ ได้ติดตามดูอย่างคลั่งไคล้ เพราะทุกคนคิดว่า ถ้าเรื่องนี้เป็นเรื่องจริง ปัญหาและความยุ่งยากที่จะสร้างจรวดนำมนุษย์ไปต่างดาวก็จะหมด เวลาในการเดินทางก็จะลดลง ภัยอันตรายที่อาจจะเกิดขึ้นระหว่างทางก็จะไม่ปรากฏ และเทคโนโลยีนี้จะลดการสร้างมลภาวะ ฯลฯ
นี่จึงเป็นเทคโนโลยีการขนส่งสสารระดับสุดยอดอย่างแท้จริง
แต่ก่อนจะไปถึงขั้นนั้น เราจะต้องเข้าใจความคิดและมีความรู้พื้นฐานของวิชากลศาสตร์ควอนตัมหลายเรื่อง เช่น เรื่องความพัวพัน การซ้อนทับ (superposition) ความจริง (reality) เฉพาะที่ (local) ไม่เฉพาะที่ (non-local) การวัด (measurement) อสมการของเบลล์ (Bell’s inequality) และปฏิทรรศน์ EPR (Einstein-Podolsky-Rosen paradox) ฯลฯ ก่อน
โลกของนักฟิสิกส์มีสองโลก คือเป็นทวิภพ ไม่ใช่ภพนี้กับปรภพ แต่เป็นโลกของกลศาสตร์แบบ Newton กับโลกของกลศาสตร์ควอนตัม (quantum) ซึ่งในโลกแบบ Newton นั้น สรรพวัตถุมีสมบัติต่าง ๆ เช่น มวล ประจุ ความเร็ว โมเมนตัมฯ อยู่ในตัวของมันตลอดเวลา โดยไม่ว่าจะมีใครเห็นหรือไม่ก็ตาม วัตถุเหล่านั้นก็จะมีสมบัติดังกล่าวตลอดเวลา ซึ่งสมบัติเหล่านี้ไม่ขึ้นกับผู้สังเกตหรือวิธี หรือเวลาสังเกต เช่น เรารู้ว่าดวงจันทร์จะอยู่บนท้องฟ้าเสมอ ไม่ว่าเราจะหันไปดูมันหรือไม่ดูก็ตาม หรือผลแอปเปิลก็จะมีสีแดงตลอดเวลา ไม่ว่าใครจะดูหรือไม่ดู นี่คือ “ความจริง” ในวิชากลศาสตร์แบบ Newton
ส่วนคำว่า local ซึ่งแปลว่า “เฉพาะที่” นั้น เป็นความรู้ที่แสดงว่า สรรพวัตถุจะมีการเปลี่ยนแปลงหรือไม่ ก็ขึ้นกับอันตรกิริยาจากสิ่งแวดล้อมที่อยู่เฉพาะรอบตัวมันเท่านั้น และอันตรกิริยาที่จะทำให้มันเปลี่ยนแปลงจะเคลื่อนที่ได้ด้วยความเร็วน้อยกว่าแสงเสมอ
ครั้นเมื่อนักฟิสิกส์เผชิญโลกของอะตอม แสง อนุภาคมูลฐาน และอันตรกิริยาในนิวเคลียส ฯลฯ คำจำกัดความของคำว่า “ความจริง” และ “เฉพาะที่” ก็ไม่เป็นจริงอีกต่อไป คือ ความจริงอาจจะเป็นสภาพที่ได้มาจากความไม่เฉพาะที่ (non-local) คือ จากที่ห่างไกล โดยอิทธิพลของอันตรกิริยาที่มีความเร็วมากกว่าแสงก็ได้ หรืออีกนัยหนึ่ง เหตุและผลสามารถเกิดขึ้นได้ในเวลาเดียวกัน คือ ไม่ใช่ผลจะต้องเกิดหลังเหตุเสมอไป และ “ความจริง” ต่าง ๆ จะยังไม่ปรากฏ จนกว่าจะได้มีการวัดหรือการสังเกตเท่านั้น โดยเราอาจจะเปรียบเทียบให้เห็นความคิดนี้ได้โดยง่ายว่า เวลาเราโยนเหรียญให้หมุนอยู่ในอากาศ เราไม่สามารถจะบอก “ความจริง” ได้ว่า ขณะนั้นเหรียญแสดงหน้าอะไร จนกว่าเหรียญจะกระทบพื้น ความจริงเกี่ยวกับเหรียญขณะลอยอยู่ในอากาศ จึงเป็นความรู้ที่ได้จากการผสมผสานระหว่างเปอร์เซ็นต์ของความเป็นหัว กับเปอร์เซ็นต์ของความเป็นก้อย สถานภาพของเหรียญจึงเป็นสถานะซ้อนทับ (superposition) ระหว่างสถานะหัวกับสถานะก้อย
ดังนั้นในกลศาสตร์ควอนตัม สรรพสิ่งต่าง ๆ จึงไม่มีสมบัติเฉพาะ จนกระทั่งมีคนลงมือวัดหรือสังเกต สิ่งนั้น ๆ จึงจะแสดงสมบัติ
การให้คำจำกัดความของ “ความจริง” ในลักษณะนี้ จึงขัดกับสามัญสำนึกของคนทั่วไป และแม้กระทั่ง Albert Einstein เอง ก็ไม่ยอมรับ และอ้างว่าการที่ทฤษฎีกลศาสตร์ควอนตัมไม่สามารถกำหนดอะไร ๆ ให้แน่ชัดลงไป นั่นแสดงว่า ทฤษฎีควอนตัมยังไม่สมบูรณ์ จึงต้องมีการปรับปรุง
แต่แล้วนักฟิสิกส์ทั้ง 3 ท่าน ที่ได้รับรางวัลโนเบลฟิสิกส์ประจำปีนี้ ก็ได้พิสูจน์โดยการทดลองที่แสดงให้เห็นว่าความจริงที่ Einstein และคนทั่วไปเข้าใจนั้นไม่ถูกต้อง คือ รู้ผิด เพราะในโลกของอะตอม สามัญสำนึกเป็นเรื่องที่ใช้ไม่ได้
สำหรับ John Bell (1928-1990) เจ้าของอสมการ (inequality) ที่สำคัญมาก เพราะสามารถใช้บอกได้ว่า ทฤษฎีควอนตัมจะสมบูรณ์หรือไม่สมบูรณ์ เป็นนักฟิสิกส์ชาวไอร์แลนด์ ซึ่งได้เสนออสมการของเขาในปี 1952 และได้ทำให้วงการฟิสิกส์ตื่นเต้น แต่ไม่มีใครใส่ใจมาก เพราะคิดว่าการพิสูจน์ “ความจริง” และ “ความไม่จริง” “ความสมบูรณ์” และ “ความไม่สมบูรณ์” เป็นเรื่องปรัชญา ไม่ใช่เป็นเรื่องฟิสิกส์ จนกระทั่ง Clauser ในปี 1972 กับ Aspect ในปี 1981 และ Zeilinger ในปี 1998 ได้นำเทคโนโลยีที่ทันสมัย (laser, electronics) มาสาธิตให้เห็นว่าอนุภาคแสง photon ที่มีสมบัติความพัวพัน จะแสดงพฤติกรรมที่บ่งบอกให้รู้ว่า ทฤษฎีควอนตัมถูกต้อง และสมบูรณ์แบบอย่างแท้จริง ผลงานนี้จึงได้ปูทางให้โลกมี คอมพิวเตอร์ควอนตัม เครือข่ายควอนตัม และการสื่อสารรหัสควอนตัม ฯลฯ ในอนาคต
ถึงวันนี้วิทยาการสารสนเทศควอนตัมกำลังเป็นเรื่องที่ฮอตมากที่สุดเรื่องหนึ่ง เพราะมันเป็นวิชาไฮเปอร์ไฮเทคที่สามารถเชื่อมโยงทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปของ Einstein ให้เข้ากับทฤษฎีกลศาสตร์ควอนตัมได้ โดยผ่านทางการศึกษาธรรมชาติหลุมดำ อีกทั้งยังเป็นพื้นฐานให้วิศวกรสามารถออกแบบตัวรับรู้ควอนตัม (quantum sensor) ที่ใช้ตรวจรับ และศึกษาปรากฏการณ์แผ่นดินไหว ตลอดไปจนถึงให้นักฟิสิกส์ค้นหาสสารมืด และค้นหาวัสดุที่ใช้ในการทำคอมพิวเตอร์ควอนตัม ซึ่งต้องมีสมบัติด้านความพัวพันที่อนุภาคทั้งหลายมีต่อกัน ณ เวลาหนึ่ง แล้วถูกจับให้อยู่แยกจากกันไกลจนถึงคนละฝากฝั่งของเอกภพ อนุภาคเหล่านั้นทุกตัวก็ยังมีสมบัติความพัวพันกัน คือ เป็นระบบหนึ่งเดียวที่แยกจากกันไม่ได้ เพราะ การวัดสมบัติของอนุภาคตัวหนึ่ง จะทำให้รู้สมบัติของอนุภาคตัวหนึ่ง ที่พัวพันกับมันได้ในทันที และสมบัตินี้เองที่ Einstein เรียกว่า อันตรกิริยาปีศาจที่ระยะทางไกล (spooky action at a distance) และ Richard Feynman (รางวัลโนเบลฟิสิกส์ปี 1965) ก็รู้สึกประหลาดใจมาก จนถึงกับกล่าวว่า “ไม่มีใครเข้าใจกลศาสตร์ควอนตัม เพราะคนที่พูดว่าตนเข้าใจดี จริง ๆ แล้ว เขาไม่เข้าใจ”
ในส่วนของความพัวพันนั้น เราอาจจะเปรียบเทียบได้กับความรู้สึกระหว่างแม่กับลูกน้อย ที่แม้จะอยู่ห่างไกลกัน แต่ความพัวพันด้านความรู้สึก ก็จะทำให้ทั้งแม่และลูกนึกถึงกันตลอดเวลา เปรียบเสมือนว่าเป็นบุคคลเดียวกัน
สำหรับบุคคลที่ได้นำสมบัติความพัวพันของอนุภาคควอนตัม (quantum particle ซึ่งเป็นอนุภาคขนาดเล็กมากระดับอะตอมหรือเล็กกว่า ที่ต้องใช้ทฤษฎีกลศาสตร์ควอนตัมในการอธิบายสมบัติต่าง ๆ ของมัน) มาประยุกต์ให้ทุกคนเห็นความเป็นไปในโลกควอนตัมได้อย่างชัดเจน คือ Anton Zeilinger
Zeilinger เกิดที่เมือง Innkreis ใน ออสเตรีย เมื่อวันที่ 20 พฤษภาคม ปี 1945 เขาเป็นคนที่สนใจการประดิษฐ์ของเล่นตั้งแต่วัยเด็ก และชอบถอดแยกชิ้นส่วนของของเล่นที่ซื้อมาออกเป็นชิ้น ๆ เพื่อดูกลไกการทำงานของมัน แล้วพยายามประกอบชิ้นส่วนเหล่านั้นกลับไปให้เหมือนเดิม แต่มักไม่ได้ผล
ความอยากรู้อยากเห็นเช่นนี้ ได้รับการสนับสนุนจากบิดา ซึ่งเป็นอาจารย์สอนเคมี ขณะเรียนหนังสือในระดับมัธยมศึกษา Zeilinger ได้ครูฟิสิกส์ที่สอนดีมาก จนทำให้เขาตกหลุมรักวิชานี้ และได้เลือกเรียนฟิสิกส์กับคณิตศาสตร์เป็นวิชาเอกในระดับปริญญาตรี ที่มหาวิทยาลัย Vienna จากนั้นก็ได้ศึกษาต่อจนจบปริญญาเอกที่นั่น แล้วเดินทางไปทำงานวิจัยหลังปริญญาเอกที่ Massachusetts Institute of Technology (MIT) ที่สหรัฐอเมริกา
เมื่ออายุได้ 38 ปี Zeilinger ก็เดินทางกลับออสเตรีย เพื่อเข้าทำงานเป็นอาจารย์ในมหาวิทยาลัย Vienna โดยทำวิจัยเรื่อง สมบัติความพัวพันในระบบควอนตัม จนเป็นอาจารย์ที่มีชื่อเสียงมากที่สุดของมหาวิทยาลัย และได้รับเชิญให้ไปบรรยายที่มหาวิทยาลัยต่าง ๆ ทั่วโลก เช่น Oxford, Paris, Munich ฯลฯ และเวลาท่าน Dalai Lama ซึ่งเป็นผู้นำทางศาสนาของทิเบต ต้องการจะเข้าใจความหมาย ความลึกลับ และความสำคัญของกลศาสตร์ควอนตัม ท่านจะเชิญซุป’ตาร์ Anton Zeilinger มาบรรยายให้ฟัง
ในปี 1997 Zeilinger ได้ใช้สมบัติความพัวพันของอนุภาคแสง สาธิตความเป็นไปได้ในการใช้เทคโนโลยีควอนตัมแบบ teleportation และได้อธิบายผลการทดลองนี้ว่า เกิดขึ้นได้เพราะสารสนเทศ (information) ด้านสถานภาพของวัตถุ มีความสำคัญยิ่งกว่าตัววัตถุเอง และสารสนเทศที่สมบูรณ์แบบของวัตถุ กับวัตถุ คือสิ่งเดียวกัน
ในปี 2003 Zeilinger ได้แสดงให้โลกเห็นปรากฎการณ์แทรกสอด โดยโมเลกุล fluorinated buckyball (C60F48) ขณะพุ่งผ่านช่องแคบ (slit) คู่ นี่เป็นครั้งแรกที่โลกได้เห็นโมเลกุลขนาดใหญ่ ซึ่งเป็นระบบ mesoscopic ว่า สามารถแสดงสมบัติควอนตัมได้เหมือนระบบ microscopic
ตามปกติ Zeilinger ชอบอธิบายสมบัติพิสดารต่าง ๆ ของระบบควอนตัมให้สังคมได้รับฟังทางโทรทัศน์บ่อย เช่น ให้รู้ว่าเหตุใดระบบควอนตัม จึงมีสมบัติความสุ่ม (randomness) คือ มีความไม่แน่นอนเป็นแก่นแท้ และช่วยอธิบายปฏิทรรศน์ (paradox) ของ Einstein, Boris Podolsky และ Nathan Rosen ที่คนทั้งสามได้เสนอไว้เมื่อปี 1935 ว่า สมมติมีคน 2 คน ชื่อ Alice กับ Bob ซึ่งอยู่ที่คนละขอบของสุริยจักรวาล และได้รับอนุภาคควอนตัมที่มีสมบัติความพัวพันกัน ดังนั้นเมื่อ Alice วัด spin ของอนุภาคตัวหนึ่ง และพบว่า spin นั้นมีทิศชี้ขึ้น เธอก็จะรู้ในทันทีว่า อนุภาคที่ Bob วัดจะมี spin ที่มีทิศชี้ลง
ในทฤษฎีกลศาสตร์ควอนตัมนั้น Alice จะยังไม่รู้อะไร ๆ เกี่ยวกับ spin ของอนุภาคที่เธอวัดเลย จนกระทั่งเธอได้ลงมือวัดมัน แต่ทันทีที่เธอรู้ เธอก็จะรู้ในทันทีว่า spin ของอนุภาคที่ Bob วัดได้จะมีค่าอะไร ไม่ว่าคนทั้งสองจะอยู่ห่างกันเพียงใด การทดลองนี้ได้ยืนยันว่า เหตุการณ์ที่เกิดขึ้น ไม่ได้มาจากสิ่งแวดล้อมในบริเวณรอบ spin แต่มาจากที่ไกล และอนุภาคไม่มีสมบัติใด ๆ จนกระทั่งอนุภาคถูกสังเกต และในการทดลองนี้ ก็ดูเสมือนว่าอนุภาคทั้งสองได้สื่อสารถึงกัน ด้วยความเร็วสูงถึงอนันต์ (infinite) นี่เป็นเหตุการณ์ที่ Einstein กับคณะรับไม่ได้ เพราะทั้ง Alice และ Bob จะรู้ค่าของ spin ตัวที่ Bob ถืออยู่ในมือก่อนที่ Bob จะลงมือวัดเสียอีก
ปฏิทรรศน์ EPR จึงเกิดขึ้น เพราะถ้าอนุภาคของ Alice ยังไม่มีค่าแน่นอนของ spin แล้วการสื่อสารข้อมูลถึงอนุภาคที่ Bob มีในมือ ให้มันชี้ทิศนี่หรือนั่น จะเกิดขึ้นได้อย่างไร
แต่การทดลองเรื่องนี้ทุกครั้ง ได้แสดงให้เห็นว่า การโทรจิต (telepathy) ระหว่างอนุภาคทั้งสองได้เกิดขึ้นจริงอย่างพร้อมกัน ไม่ว่าอนุภาคทั้งสองจะอยู่ห่างกันเพียงใดก็ตาม
ดังนั้นเมื่อ Einstein มีความเห็นว่า ทฤษฎีควอนตัมยังไม่สมบูรณ์ นักฟิสิกส์หลายคน จึงได้เสนอว่าทฤษฎีควอนตัมยังขาดตัวแปรอีกตัวหนึ่งที่ยังไม่มีใครรู้จัก ซึ่งแฝงอยู่ในทฤษฎีควอนตัม ในลักษณะที่เป็นตัวแปรซ่อนเร้น (hidden variable) ซึ่งจะช่วยให้ทฤษฎีควอนตัมมีความสมบูรณ์แบบได้ และแม้ Einstein จะติติงทฤษฎีควอนตัมสักเพียงใด ก็ไม่มีใครให้ความสนใจเรื่องติติงมาก เพราะนักฟิสิกส์แทบทุกคนรู้ว่า ทฤษฎีควอนตัมสามารถอธิบายปรากฎการณ์ต่าง ๆ ได้อย่างวิเศษ ทั้ง ๆ ที่ไม่รู้ว่าทฤษฎีนี้ทำงานอย่างไร เหมือนกับว่าเวลาเราขับรถยนต์ไปไหนต่อไหนได้หมด โดยไม่จำเป็นต้องรู้เลยว่าเครื่องยนต์ในรถคันนั้นทำงานอย่างไร
ในปี 1952 Bell ได้เข้ามาศึกษาเรื่องตัวแปรซ่อนเร้น (hidden variable) และสร้างอสมการที่สามารถบอกได้ว่า ระหว่างทฤษฎีกลศาสตร์ควอนตัมกับทฤษฎีตัวแปรซ่อนเร้น ทฤษฎีใดถูก และทฤษฎีใดผิด
การวัดค่าสหสัมพันธ์ (correlation) ระหว่างคู่อนุภาคควอนตัมจะสามารถบอกได้ว่า ทฤษฎีใดถูกต้อง เพราะถ้าค่าสหสัมพันธ์ของอนุภาคทั้งสองมีค่าต่ำกว่าเกณฑ์ ทฤษฎีตัวแปรซ่อนเร้น (hidden variable) ก็จะถูก แต่ถ้าค่าสหสัมพันธ์มีค่าสูงกว่าเกณฑ์ ทฤษฎีกลศาสตร์ควอนตัมก็จะถูก
ทฤษฎีของ Bell ได้ถูกสังคมฟิสิกส์เมิน คือ ไม่มีใครให้ความสนใจมาก เพราะการทดสอบเป็นเรื่องที่ทำได้ยากมาก และเป็นอันตรายด้วย เช่น ถ้ามีการพบว่าทฤษฎีกลศาสตร์ควอนตัมเป็นทฤษฎี fake นักฟิสิกส์ทุกคนก็จะผิดหวัง จนกระทั่งถึงปี 1967 John Clauser ซึ่งเป็นนิสิตที่มหาวิทยาลัย Columbia ได้อ่านพบงานวิจัยของ Bell และรู้สึกสนใจมาก ครั้นเมื่อ Clauser ได้ทราบข่าวจาก Bell ว่ายังไม่มีใครตรวจสอบทฤษฎีของ Bell เลย Clauser จึงลงมือศึกษาเรื่องนี้ โดยใช้อนุภาคแสง photon สองอนุภาค แล้ววัดสมบัติด้าน polarization ของแสงนั้น และพบว่าทฤษฎีตัวแปรซ่อนเร้น (hidden variable) ยังไม่สามารถอธิบายผลได้ถูกต้องทีเดียวนัก แต่การทดลองของ Clauser ยังมีจุดบกพร่อง เพราะแหล่งให้กำเนิด photon กับอุปกรณ์รับ photon อาจจะมีปฏิสัมพันธ์กันในระหว่างการทดลอง จะอย่างไรก็ตาม Clauser ก็นับเป็นบุคคลแรกที่ได้เริ่มทดสอบความสมบูรณ์และถูกต้องของทฤษฎีกลศาสตร์ควอนตัม
วันเวลาได้ล่วงเลยไปจนถึงปี 1976 Alain Aspect ก็ได้พัฒนาอุปกรณ์สวิตช์ (switch) ที่ปิด-เปิดได้ซูเปอร์เร็วมาก และได้ผลการทดลอง ซึ่งยืนยันว่าตรงกับ Clauser ทุกประการ คือ ทฤษฎีตัวแปรซ่อนเร้น (hidden variable) ไม่น่าจะเป็นทฤษฎีที่ถูกต้อง และทฤษฎีกลศาสตร์ควอนตัมถูกต้อง แต่การทดลองนี้ก็ยังมีจุดบกพร่องตรงที่ระยะทางที่ใช้ในการทดลองยังสั้น จนกระทั่งปี 1990 Bell ก็ได้เสียชีวิตไป โดยไม่ได้รู้เลยว่าทฤษฎีของตนถูกต้อง และสมบูรณ์จริงหรือไม่
ลุถึงปี 1998 Anton Zeilinger ก็ได้พัฒนาการทดลองของ Aspect ให้ดียิ่งขึ้นไปอีก โดยใช้ระยะทางในการทดลองประมาณ 500 เมตร และได้ผลในปี 2015 ว่า ทฤษฎีกลศาสตร์ควอนตัมมีความประเสริฐสมบูรณ์เกือบ 100% เต็ม แต่ทฤษฎีนี้ ก็ยังมีข้อบกพร่องอยู่ตรงที่ว่า อุปกรณ์การทดลองที่ใช้อาจจะมีสมบัติความพัวพันกันก่อนเริ่มการทดลองก็ได้
ดังนั้น เพื่อแก้ปัญหาต่าง ๆ ในปี 2017 Zeilinger จึงได้ทดสอบ อสมการของ Bell โดยใช้ quasar ที่อยู่นอกกาแล็กซีทางช้างเผือก และใช้กล้องโทรทรรศน์ซึ่งอยู่ที่หมู่เกาะ Canary ในมหาสมุทรแอตแลนติก จนได้พบว่าทฤษฎีกลศาสตร์ควอนตัมถูกต้องเกือบสมบูรณ์ คือ ผิดพลาดไม่เกิน 10 ใน 1,000 ล้านส่วน
ในวันที่ 10 ธันวาคมที่จะถึงนี้ Clauser, Aspect และ Zeilinger ก็จะขึ้นรับ รางวัลโนเบลฟิสิกส์ประจำปี 2022 จากผลงานที่เกิดขึ้น เพราะคนทั้งสามรู้สึกไม่สบายใจกับการอธิบายการทำงานของกลศาสตร์ควอนตัม โดยไร้การทดลองที่สนับสนุนหลักการของวิชา ทั้ง ๆ ที่รู้ดีว่า ถ้าพวกเขาพิสูจน์ได้ว่า กลศาสตร์ควอนตัมผิดพลาด พวกเขาก็จะถูกทัวร์นักฟิสิกส์เททันที
อ่านเพิ่มเติมจาก Entangled World: The Fascination of Quantum Information and Computation โดย Jürgen Audretsch จัดพิมพ์โดย Wiley-VCH; 1st edition (January 13, 2006)
ศ.ดร.สุทัศน์ ยกส้าน : ประวัติการทำงาน - ราชบัณฑิต สำนักวิทยาศาสตร์ สาขาฟิสิกส์และดาราศาสตร์ และ ศาสตราจารย์ ระดับ 11 ภาควิชาฟิสิกส์ มหาวิทยาลัยศรีนครินทรวิโรฒ, นักวิทยาศาสตร์ดีเด่นและนักวิจัยดีเด่นแห่งชาติ สาขากายภาพและคณิตศาสตร์ ประวัติการศึกษา-ปริญญาตรีและโทจากมหาวิทยาลัยลอนดอน, ปริญญาเอกจากมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย
อ่านบทความ "โลกวิทยาการ" ได้ทุกวันศุกร์
