Det første fotografiet noensinne av kvanteforviklinger

Fysikk fra Det skotske universitetet i Glasgowrapportert om eksperimentet, der forskere var i stand til å få det første fotografiet noensinne av kvantesviklingen av partikler. Fenomenene etter fysikkens standarder er så rare at til og med den store forskeren på 1900-tallet, Albert Einstein, kalte ham "en forferdelig handling på avstand". Prestasjonen til skotske forskere er veldig viktig for utviklingen av nye teknologier. Hvorfor? La oss finne ut av det.

Hva er kvanteforviklinger?

For å si det enkelt, kvantumsammenfiltring er et fenomen der tilstanden til to eller flere objekter, vanligvis partikler, kan være avhengige av hverandre, uavhengig av avstand fra hverandre. Med andre ord, selv om vi utsetter disse partiklene tusenvis av kilometer fra hverandre, vil hver av dem endre sin tilstand i samsvar med endringen i tilstanden til den andre partikkelen. Slike partikler kalles sammenfiltret, og selve fenomenet kalles kvanteforvikling.

Selv om selve begrepet kvanteforviklingerforeslått på begynnelsen av 1900-tallet, ble Albert Einstein, en matematisk metode for å bevise at partikler kunne viklet seg imellom, flere tiår etter det av den irske fysikeren John Bell. Denne metoden kalles Klokkens ulikhet. Hvis disse ulikhetene ikke har noen løsning i å bestemme kvanteforvikling, vil dette bevise tilstedeværelsen av sammenfiltring.

Hvordan ble det første bildet av kvanteforviklinger tatt?

Fysikere fra Det skotske universitetet i Glasgow fanten måte å visualisere disse ulikhetene ved å skaffe det første fotografiske beviset for kvanteforvikling. For å gjøre dette skapte de et veldig lysfølsomt kamera, som reagerer på strømmer av sammenfiltrede fotoner produsert av en spesiell lyskilde.

Opplegget for det eksperimentelle systemet er som følger: krystallen i nedre venstre hjørne skaper en stråle av par sammenfiltrede fotoner, som deretter er delt i to. Man går gjennom spesielle filtre, og treffer deretter detektoren. Den andre strålen treffer øyeblikkelig detektoren.

Installasjonen skaper helt identisk i sinegenskapene til et par fotoner. Så blir de skilt. Ett foton går gjennom filtre som endrer dets fysiske egenskaper (tilstand). Et annet foton treffer øyeblikkelig på en spesiell detektor og omgår filtrene. Det lysfølsomme kameraet ble satt opp på en slik måte at det ble tatt opp når begge fotonene endret fysiske tilstander, selv når de var adskilt med avstand.

Par med sammenfiltrede fotoner der en av dem endret tilstand i samsvar med den endrede tilstanden til et annet foton

Observasjoner har vist at fotoner detpassert gjennom filtrene, og de som ikke passerte gjennom dem, endret i like stor grad sine stater. I løpet av eksperimentet skaffet forskere fire bilder av endrede fotontilstander, så vel som ett bilde som viser par fotoner der det ene fotonet passerte gjennom filtrene, det andre ikke. Denne observasjonen viste seg å være det første visuelle beviset på fenomenet med kvanteforviklinger.

Hvorfor trenger du det?

Resultatene av forskning fra skotske forskere kanå presse utviklingen av teknologier for å observere kvantefenomener. Muligheten for å observere disse prosessene vil bringe forskere nærmere deres fulle forståelse og mulighetene for deres praktiske bruk.

Se også: Kvanteteleportasjon: alt du ville vite, men var redd for å spørre

Begreper om kvanteforviklinger alleredede brukes for eksempel i utviklingen av kvantedatamaskiner som lover å utføre beregninger langt utover muligheten til moderne superdatamaskiner. I tillegg vil en full forståelse av prosessene for kvanteforviklinger gjøre det mulig å bruke dem i utviklingen av kvantekrypteringsteknologier, som igjen vil forbedre beskyttelsesnivået for overførte data betydelig.

Hvis du er interessert i nyheter om vitenskap og teknologi, abonner på vår kanal i Yandex. Dzen. Der finner du materialer som ikke er publisert på nettstedet.