Sklenená bunka použitá na experiment. (ICFO) Kvantoví fyzici vytvorili nový rekord v zhromaždení vytrvalej skupiny zapletené atómy spolu, aby 15 biliónov atómov koexistovalo v „horúcom a chaotickom“ oblaku plynu.
Kvantové zapletenieje fenomén v srdci kvantovej fyziky, kde sa dve častice môžu záhadne ovplyvňovať, bez ohľadu na to, aká je medzi nimi vzdialenosť – takže meranie jednej z nich nám okamžite poskytne meranie druhej.
Zatiaľ čo vedci ešte úplne nechápu, prečo sa to deje, skutočne sa to deje; ale demonštrovanie kvant zapletenie zostáva delikátnym a náročným procesom.
Zamotané štáty potrebujú na existenciu a prežitie niektoré veľmi špecifické podmienky, pričom väčšina experimentov v tejto oblasti výskumu prebieha pri teplotách blížiacich sa absolútnej nule.
Umelecké znázornenie atómového oblaku. (ICFO)
Preto je táto nová štúdia takým úspechom. Vedcom sa podarilo vytvoriť horúci, chaotický plyn z atómov zahriaty na približne 450 Kelvinov (177 °C alebo 350 °F), naplnený približne 15 biliónmi zapletených atómov – približne 100-krát viac, ako sme kedy predtým spoločne pozorovali.
Ani tieto atómy neboli izolované: merania vykonané lasermi ukázali, že sa navzájom zrazili a medzi prepletenými pármi boli niekedy tisíce ďalších atómov. Experiment tiež ukázal, že stav zapletenia môže byť silnejší, ako sa predtým predpokladalo.
'Ak zastavíme meranie, zapletenie zostane asi 1 milisekundu, čo znamená, že 1000-krát za sekundu sa zamotá nová dávka 15 biliónov atómov,' hovorí kvantový fyzik Jia Kong z Inštitútu fotonických vied v Španielsku (ICFO).
„Musíte si myslieť, že 1 ms je pre atómy veľmi dlhá doba, dostatočne dlhá na to, aby došlo k približne 50 náhodným zrážkam. To jasne ukazuje, že zapletenie nie je zničené týmito náhodnými udalosťami. Toto je možno najprekvapujúcejší výsledok práce.“
Zatiaľ čo väčšina kvantové zapletenie experimenty využívajú ultranízke teploty, aby sa rušenie, ako sú tieto zrážky, znížilo na minimum, táto štúdia – využívajúca rubídium a plynný dusík – ukazuje, že zapletenie môže prežiť oveľa vyššie teploty.
Ak budeme môcť tento fenomén využiť v ďalšej generáciikomunikačné systémyakvantové počítače, potrebujeme, aby to fungovalo v teplejších a hlučnejších prostrediach, a to je niečo, k čomu tento nový výskum ukazuje cestu.
Jedným zo spôsobov, ako by tieto zistenia mohli byť v budúcnosti užitočné, je magnetoencefalografia alebo magnetické zobrazovanie mozgu, proces, ktorý využíva podobné horúce atómové plyny s vysokou hustotou na detekciu magnetických polí vytvorených mozgovou aktivitou. Zapletenie by mohlo spôsobiť, že technika bude citlivejšia.
Zatiaľ sa však vedci dozvedeli viac o pravidlách kvantového zapletenia a o tom, čo môže a nemôže vydržať.
'Tento výsledok je prekvapivý, skutočný odklon od toho, čo všetci od zapletenia očakávajú,' hovorí kvantový fyzik ICFO Morgan Mitchell .
„Dúfame, že tento druh obrovského zapleteného stavu povedie k lepšiemu výkonu senzorov v aplikáciách od zobrazovania mozgu, cez samoriadiace autá až po vyhľadávanie temná hmota .'
Výskum bol publikovaný v r Prírodné komunikácie .