Hyvää iltapäivää, hyvät kuulijani! (Huonoista ei niin väliä.) Tämänkertaisen tunnin aikana käymme lyhyesti läpi sen, mitä kvanttifysiikka on ja mitä se ei ole, ja kuinka se toimii. Oletan että kaikki te siellä istuimillanne ajattelette, mutta ette ajattele, että joku muu ajattelee teidän puolestanne. Minä olen toista mieltä. Te ajattelette juuri siten, kuten teidät on teidän oman suhteellisen aikanne alussa pantu ajattelemaan. Kuinka voisi olla mahdollista, että pystytte liikuttamaan yhtä atomia, joka alleviivaa ajatuksenne luonteen, edes yhden mikrometrin tuhannesosaa vain ajatuksenne voimalla, kun sitä ei pystytä tekemään missään laboratoriossakaan eikä millään tunnetuilla voimilla.

Kvanttifysiikassa ei mikään pidä paikkaansa. Ajatellaanpa hilaa, jonka hilakoko on hiukan pienempi kuin oletettu elektronin aaltofunktion aallonpituus ja hilassa on vain kaksi rakoa. Hilassa tapahtuu sirontaa. Elektronien vuo piirtää vastaanottavalle kalvolle kauniin interferenssikuvion: aaltojen harjat korostuvat ja aallon pohjat kuultavat tyhjempinä. Mutta tehdäänpä ajatuskoe: ammutaan elektronit hilaan yksitellen. Tämä onnistuu, kun käytetään transistoreja. Vaikka elektroni kulkee ypöyksin hilasta läpi, niin aaltokuvio alkaa muotoutua ikään kuin elektroni aaltoilisi itsensä kanssa. Tämä voi johtua vain siitä, että elektroni ajattelee menneensä samaan aikaan molemmista hilan raoista. Ongelmahan on helppo ratkaista: katsotaan kummasta raosta elektroni meni ja sillä siisti. Nyt kuitenkin tapahtuu hyvin odottamatonta: jos mitataan, mistä raosta elektroni meni (se on mahdollista mitata), niin aaltokuviota ei synnykään, vaan elektronit tapaavat näytetaustan kuin kiväärillä ammuttuna. Siis elektroni tietää, milloin sitä mitataan aivan kuin saksalaiset kansanautot tietävät nykyään, milloin niiden päästöjä mitataan.

Ominaisuus olisi hyvin outo, ellen minä olisi keksinyt siihen ratkaisua. Higgsin bosoni määrittää kaikkien hiukkasten koon ja energiatason. Jos elektronia ei mitata (siis mistä raosta se kulkee), on Higgsin bosonin mukainen massa sille tosi. Jos elektronin kulkua mitataan, kasvaa elektronin massa niin ettei se käyttäydykään enää Schrödingerin aaltofunktion yhtälöiden määräämällä tavalla. Tämä jäi Einsteinilta huomaamatta, mutta hänellä ei ollutkaan suuria hadrontörmäyttimiä käytössään, kuten Cernissä.

Entä sitten tuo pimeä aine? Senkin  ongelman pystyin ratkaisemaan tutkimalla Higgsin bosonin ominaisuuksia, jotka on juuri mitattu tarkasti hiukkaskiihdyttimissä. Pimeä aine syntyy, kun antimateriaalinen Higgsin bosoni vuorovaikuttaa tyhjiön kanssa. Vuorovaikutus on lyhytaikainen, mutta tulos on pysyvä. Tyhjiön energiahan on periaatteessa ääretön. Alkuräjähdyksen yhteydessä syntyi niin paljon vuorovaikutusta, että näkymätöntä mutta massan omaavaa ainetta syntyi niin paljon, että pelkästään se olisi pystynyt estämään maailmankaikkeuden laajenemisen. Samaan aikaan kuitenkin Higgsin bosoni synnytti painovoiman vastakohdaksi poistovoiman, joka aluksi inflatorisena laajensi valon nopeutta kiireemmin maailmankaikkeutta. Sama voima vaikuttaa vieläkin: kauimmaiset galaksit loittonevat meistä sitä nopeammin, mitä kauempana ne ovat. Oikeastaan on väärin sanoa loittonevat, vaan avaruus galaksien välillä laajenee sukkelammin.  Jos tämä meno pitkään jatkuu, niin kohta emme näe mitään muita galakseja kuin omamme, koska muut kaikkoavat valon nopeutta vilkkaammin, eikä informaatiota sen takia niistä enää saada – siis ainakaan näköhavaintoa.

(Tässä vaiheessa luennoitsija siirtyi toisen asteen differentiaaliyhtälöiden uusiin ratkaisumahdollisuuksiin, jotka hän on keksinyt kauppareissuillaan läheiseen Saleen, ja minä huomasin istuvani Oulun yliopiston luentosalissa, jossa vahtimestari piti vuosittaista kansanomaista luentoaan täydelle luentosalille.)