De quantummechanica staat al meer dan honderd jaar bekend om haar contra-intuïtieve aard. Waar de klassieke natuurkunde uitgaat van voorspelbaarheid, drijft de wereld van het allerkleinste op waarschijnlijkheden. Een recente analyse werpt een nieuw licht op deze kwestie en suggereert dat de onzekerheid in de theorie veel steviger verankerd is in de wiskunde dan wetenschappers voorheen aannamen.
Een centraal punt van discussie binnen de fysica is het zogenaamde meetprobleem. Dit vraagstuk wordt vaak geïllustreerd aan de hand van het bekende gedachte-experiment met de kat van Schrödinger, waarbij een dier zich in een superpositie bevindt: het is theoretisch gezien zowel dood als levend totdat een waarneming plaatsvindt. Op dat moment klapt de toestand in tot één enkele uitkomst. Volgens een analyse van newscientist.com is dit fenomeen nauw verbonden met de wiskundige kaders die worden gebruikt om quantumgegevens te interpreteren.
Om deze waarschijnlijkheden te berekenen, maken natuurkundigen gebruik van de Born-regel. Deze regel dient als een essentieel instrument om informatie over een quantumobject om te zetten in een statistische kans. Hierdoor kan men bepalen hoe groot de kans is dat een specifieke uitkomst wordt waargenomen bij een meting. Een belangrijk detail is dat de Born-regel een postulaat is; de grondleggers van de theorie hebben de regel simpelweg als waar aangenomen zonder deze wiskundig af te leiden uit andere basisprincipes. Dit vormt een struikelblok voor onderzoekers die hopen een deterministisch model van het universum te vinden, aangezien de theorie in haar huidige vorm geen zekerheden biedt, enkel statistische kansen. Zoals beschreven door , probeerden wetenschappers deze probabilistische eigenschap al lange tijd te elimineren door de Born-regel uit andere wiskundige componenten af te leiden.
Recent onderzoek van Jiaxuan Zhang, verbonden aan de Universiteit van Oxford, heeft deze pogingen kritisch tegen het licht gehouden. Zhang analyseerde diverse invloedrijke afleidingen van de Born-regel en kwam tot de conclusie dat deze hun doel niet volledig bereiken. De resultaten wijzen erop dat de eigenschap van waarschijnlijkheid onverwacht diep verankerd is in de wiskundige fundamenten van de quantummechanica. Dit suggereert dat de hindernissen voor het creëren van een niet-probabilistisch kader voor de fysica aanzienlijk groter zijn dan eerder werd ingeschat. In de berichtgeving van wordt benadrukt dat deze bevindingen de hardnekkigheid van de Born-regel binnen de theoretische fysica onderstrepen.
Hoewel de zoektocht naar een dieper begrip van de natuur voortduurt, lijkt het erop dat de inherente onzekerheid van de quantumwereld een onvermijdelijk onderdeel is van de structuur van de werkelijkheid. De analyse van Zhang bevestigt dat het verwijderen van deze onzekerheid uit de theorie een complexere opgave is dan men hoopte. De implicaties hiervan zijn groot voor de theoretische fysica, aangezien het de mogelijkheid van een volledig deterministische beschrijving van de natuur verder in twijfel trekt, zoals verder uitgewerkt in de artikelen van .