Физиците успешно свързаха два големи обекта в квантово заплитане

(Институт Нилс Бор)

Крачим през нашата Вселена с увереността на гигант, като не обръщаме внимание на факта, че реалността кипи от несигурност.

Но физиците току-що ни напомнят рязко, че дори нашият макроскопичен свят е подчинен на законите на квантовата физика - чрез успешното заплитане на барабан с размер милиметър с голям облак от атоми.

Изследователите от института Нилс Бор в университета в Копенхаген проведоха експеримента, използвайки мембрана (или барабан) от силициев нитрид с дебелина 13 нанометра и дължина милиметра, която леко бръмчи, когато се удари с фотони.

Тези фотони или частици светлина идват благодарение на тънка мъгла от милиард цезиеви атоми, въртящи се в границите на малка студена клетка.

Въпреки че са два много различни обекта, дългият милиметри барабан и мъглата от атоми представляват заплетена система - и те разширяват границите на квантовата механика.

„Колкото по-големи са обектите, колкото по-отдалечени са те, толкова по-различни са, толкова по-интересни са заплитане става както от фундаментална, така и от приложна гледна точка, казва старши изследовател Юджийн Ползик.

„С новия резултат стана възможно заплитането между много различни обекти“.

Заплитането е една от онези концепции, които изглеждат много по-мистични, отколкото интуитивни, описвайки връзка между обекти, която съществува независимо от времето и пространството.

Без значение колко далеч са една от друга или колко години са изминали, промяната в една част от една заплетена система подтиква към незабавно коригиране на останалата част.

Неведнъж Айнщайн нарича концепцията „призрачно действие от разстояние“, вярвайки, че има повече общо с недостига в нашите знания, отколкото с нещо наистина странно.

Един век по-късно нашето разбиране за квантовата физика не само оставя много място за такава призрачност, то формира основата на невероятни нови области на иновации, отсупер силно криптиранекъм новвидове радари.

'Квантовата механика е като нож с две остриета' казва квантовият физик Михал Парняк от Института Нилс Бор.

„Това ни дава прекрасни нови технологии, но също така ограничава прецизността на измерванията, което би изглеждало лесно от класическа гледна точка.“

В изолация, свойствата на една частица са тревожна бъркотия от възможности, представена от издигането и спадането на вълна. Движи се във всички посоки едновременно. Върти се в две посоки едновременно. Всичко е и нищо.

Тъй като частицата взаимодейства с други обекти, нейната неопределеностне изчезва веднага, но се комбинира по сложни начини, които можем да моделираме математически.

Именно тези много предвидими изчисления съставляват гръбнака на квантови компютри . И все пак такава технология разчита на въртенето на малък брой относително идентични частици.

Ето защо този последен пробив е толкова важен - видим барабан, който се люлее в бриз от фотони, носещи се от облак от атоми, е съвсем друга игра за физиците.

Да можеш да наблюдаваш заплитане в по-голям мащаб, който включва разнообразие от материали, е като да изучаваш език, който може да се приложи към квантови разговори.

Това би било изключително полезно за „подслушване“ на инструменти, които изискват невероятно фина прецизност. Знаейки как се комбинират техните квантови вероятности, е критична стъпка в това как да отсеем смисъла в това, което иначе изглежда като хаос.

Вземете например огромния масив или лазери, съставляващи Лазерната интерферометърна обсерватория за гравитационни вълни (LIGO). Макар и огромно, сърцето на устройството подрежда светлинните вълни с такава прецизност, че самото бръмчене нанесигурност в празен вакуумрискува да направи бъркотия.

Заплитането на макроскопични системи като огледалата на LIGO може - на теория - да позволи на изследователите да отчетат по-добре степен на квантова несигурност.

Един милиметър широк барабан е малка стъпка в сравнение. Но за гиганти като нас това е решаваща възможност да се вслушат внимателно в начина, по който реалността се тресе под краката ни.

Това изследване е публикувано в Природата .

За Нас

Публикуването На Независими, Доказани Факти От Доклади За Здравето, Пространството, Природата, Технологиите И Околната Среда.