שזירה: הדבר שאיינשטיין לא הצליח לבלוע

אפשר להכין שני חלקיקים כך שפונקציית הגל שלהם תהיה משותפת. ברגע שזה קורה, אי אפשר לתאר כל אחד מהם בנפרד — יש רק תיאור אחד של הצמד. זו שזירה קוונטית.

דוגמה: אפשר להכין זוג חלקיקים במצב שבו הספין הכולל שלהם אפס. משמעות: אם אחד יימדד "למעלה", השני חייב להימצא "למטה". עכשיו לוקחים אחד לירושלים ואחד לטוקיו, ומודדים.

התוצאות אקראיות לגמרי בכל צד בנפרד — מחצית מעלה, מחצית מטה, בלי שום סדר. אבל כשמשווים את הרשימות אחר כך, הן מתואמות בצורה מושלמת. תמיד הפוכות.

למה זה הטריד את איינשטיין: ב־1935 פרסמו איינשטיין, בוריס פודולסקי ונתן רוזן מאמר שנקרא היום EPR על שמם. הטיעון: או שהמדידה בירושלים משפיעה מיידית על החלקיק בטוקיו — וזו "פעולה מפחידה מרחוק" שסותרת את רוח היחסות — או שפשוט אין כאן שום פלא, כי כל חלקיק כבר "נשא איתו" תשובה קבועה מרגע ההכנה, ואנחנו סתם לא ידענו אותה. איינשטיין העדיף בבירור את האפשרות השנייה. הוא קרא לתשובות המוסתרות האלה "משתנים חבויים", והסיק שתורת הקוונטים אינה שגויה אלא לא שלמה.

זה נראה כמו ויכוח פילוסופי שאי אפשר להכריע בו. במשך 29 שנה הוא באמת היה כזה.

המשפט של בל: ואז, ב־1964, פיזיקאי אירי בשם ג'ון סטיוארט בל עשה משהו יוצא דופן: הוא הפך את השאלה הפילוסופית לניסוי. הוא הראה שאם קיימות תשובות קבועות מראש כאלה — ואם אין השפעה מיידית למרחוק — אזי מידת התיאום בין המדידות בשני הצדדים חייבת להיות מתחת לגבול מספרי מסוים. זהו "אי־שוויון בל". תורת הקוונטים, לעומת זאת, מנבאת תיאום חזק יותר מהגבול הזה.

עכשיו זו כבר שאלה של מדידה, לא של דעה. מודדים, ורואים מי צודק.

הניסויים החלו בשנות ה־70, השתכללו מאוד עם אלן אספה בתחילת שנות ה־80, ומאז נעשו שוב ושוב תוך סגירת כל "פרצה" ניסויית אפשרית. התוצאה עקבית וחד־משמעית: אי־שוויון בל מופר. הטבע מתואם חזק יותר משכל תיאוריה של משתנים חבויים מקומיים מרשה. ב־2022 הוענק פרס נובל לפיזיקה לג'ון קלאוזר, אלן אספה ואנטון ציילינגר בדיוק על העבודה הזאת.

המשמעות עמוקה. זו לא רק אמירה על תורת הקוונטים — זו אמירה על העולם. אין תיאוריה, לא זו ולא אחרת שתומצא בעתיד, שיכולה בו־זמנית לשמור על ההנחה שלכל חלקיק יש תכונות מוגדרות לפני שנמדדו ועל ההנחה שדבר אינו מושפע ממה שקורה רחוק ממנו. אחת מהשתיים חייבת ליפול. איינשטיין הפסיד את הוויכוח הזה, תשע שנים אחרי מותו — ואת ההכרעה הניסויית הוא לא הספיק לראות כלל.

טעות נפוצה: "שזירה מאפשרת להעביר מידע מהר מהאור ". לא, וזה הוכח באופן חותך. התוצאה בכל צד בנפרד היא רעש אקראי גמור, ואין שום דרך לשלוט בה או לקודד בה הודעה. כדי לגלות שיש תיאום בכלל, שני הצדדים חייבים להשוות רשימות — וההשוואה נשלחת בערוץ רגיל, לכל היותר במהירות האור. התוצאה הזאת נקראת "משפט האי־איתות", והיא מבטיחה שאין סתירה עם תורת היחסות. גם "טלפורטציה קוונטית", שם מבלבל לתופעה אמיתית, דורשת שליחת מידע רגיל בערוץ קלאסי, ואינה מעבירה חומר בשום שלב.