Fysikere har med succes forbundet to store objekter i kvantesammenfiltring

(Niels Bohr Instituttet)

Vi skrider gennem vores univers med en gigants selvtillid og tænker lidt over det faktum, at virkeligheden bobler af usikkerhed.

Men fysikere har netop serveret en skarp påmindelse om, at selv vores makroskopiske verden er underlagt kvantefysikkens love – ved at vi med succes sammenfiltrer en millimeterstor tromle med en stor sky af atomer.

Forskerne fra Niels Bohr Institutet ved Københavns Universitet udførte forsøget med en 13 nanometer tyk, millimeter lang siliciumnitridmembran (eller tromle), der summede let, når den blev ramt med fotoner.



Disse fotoner, eller partikler af lys, kom takket være en tynd tåge af en milliard cæsiumatomer, der snurrede inden for rammerne af en lille, kold celle.

På trods af at de er to vidt forskellige objekter, repræsenterer den millimeter lange tromle og atomtågen et sammenfiltret system – og de skubber grænserne for kvantemekanikken.

'Jo større objekterne er, jo længere fra hinanden er de, jo mere forskellige er de, jo mere interessante sammenfiltring bliver fra både grundlæggende og anvendte perspektiver,' siger seniorforsker Eugene Polzik.

'Med det nye resultat er sammenfiltring mellem meget forskellige objekter blevet mulig'.

Entanglement er et af de begreber, der føles langt mere mystiske end intuitive, der beskriver en forbindelse mellem objekter, der eksisterer uafhængigt af tid og rum.

Uanset hvor langt fra hinanden, eller hvor mange år der er gået, vil en ændring af en del af et sammenfiltret system medføre en øjeblikkelig tilpasning til resten.

Mere end én gang omtalte Einstein konceptet som en 'uhyggelig handling på afstand', idet han mente, at det havde mere at gøre med en mangel på vores viden end noget virkelig bizart.

Et århundrede efter giver vores forståelse af kvantefysik ikke kun masser af plads til sådan uhygge, den danner grundlaget for fantastiske nye innovationsområder, frasuper stærk krypteringtil nytslags radar.

'Kvantemekanik er som et tveægget sværd' siger kvantefysiker Michał Parniak fra Niels Bohr Institutet.

'Det giver os vidunderlige nye teknologier, men begrænser også præcisionen af ​​målinger, som ser ud til at være let fra et klassisk synspunkt.'

Isoleret set er en enkelt partikels egenskaber et ængsteligt rod af muligheder repræsenteret ved en bølges stigning og fald. Den bevæger sig i alle retninger på én gang. Drejer i to retninger på samme tid. Det er alt, og det er ingenting.

Som partiklen interagerer med andre objekter, dens usikkerhedforsvinder ikke med det samme, men kombinerer på komplekse måder, vi kan modellere matematisk.

Det er disse meget forudsigelige beregninger, der udgør rygraden i kvantecomputere . Alligevel er sådan teknologi afhængig af spin af et lille antal relativt identiske partikler.

Derfor er dette seneste gennembrud så vigtigt - en synlig tromme, der vakler i en brise af fotoner, der svæver fra en sky af atomer, er en helt anden boldgade for fysikere.

At være i stand til at observere sammenfiltring i større skala, en der involverer en mangfoldighed af materialer, er som at studere et sprog, der kunne anvendes til kvantesamtaler.

Dette ville være utrolig nyttigt til at 'lytte' med på værktøjer, der kræver utrolig fin præcision. At vide, hvordan deres kvantesandsynligheder kombineres, er et kritisk skridt i at vide, hvordan man kan frasortere mening i, hvad der ellers virker som kaos.

Tag for eksempel det enorme array eller lasere, der udgør Laser Interferometer Gravitational-wave Observatory (LIGO). Selvom det er enormt, retter hjertet af enheden op lysbølger med en sådan præcision, at selve brummen frausikkerhed i et tomt vakuumrisikerer at lave rod i det.

Sammenfiltring af makroskopiske systemer som LIGOs spejle kunne – i teorien – give forskere mulighed for bedre at redegøre for en vis grad af kvanteusikkerhed.

En millimeter bred tromle er ganske vist et lille skridt til sammenligning. Men for giganter som os er det en afgørende mulighed for at lytte nøje til den måde, virkeligheden ryster under vores fødder.

Denne forskning blev offentliggjort i Natur .

Populære Kategorier: Forklarer , Mennesker , Plads , Samfund , Sundhed , Natur , Fysik , Mening , Ukategoriseret , Tech ,

Om Os

Offentliggørelse Af Uafhængige, Beviste Fakta Om Rapporter Om Sundhed, Rum, Natur, Teknologi Og Miljøet.