A kvantumösszefonódást mostanra közvetlenül a makroszkopikus léptékben figyelték meg: ScienceAlert

A kvantumösszefonódás két részecske vagy objektum összekapcsolódása, még akkor is, ha távol vannak egymástól – mindegyik tulajdonságai olyan módon kapcsolódnak egymáshoz, ami a klasszikus fizika szabályai szerint nem lehetséges.

Ez egy furcsa jelenség, amelyet Einstein így ír le:félelmetes a távmunka‘, de az excentricitása az, ami annyira lenyűgözővé teszi a tudósok számára Tanulmány 2021Kvantum gubanc Közvetlenül a makroszkopikus skálán figyelik meg és rögzítik őket – ez sokkal nagyobb, mint a szubatomi részecskék, amelyek általában az összefonódáshoz társulnak.

A méretek a mi szemszögünkből még mindig meglehetősen kicsik – a kísérletekben két alumínium hordó vett részt, amelyek egyötödét elérik az emberi hajszál szélességének –, de a kvantumfizika világában ezek elég masszívak.

„Ha egymástól függetlenül elemezzük a két dob ​​helyzet- és lendületadatait, mindegyik forrónak tűnik.” Jean Théophile fizikus azt mondta:az Egyesült Államok Nemzeti Szabványügyi és Technológiai Intézetétől (NIST), tavaly.

„De ha együtt nézzük őket, láthatjuk, hogy ami úgy néz ki, mint az egyik dob véletlenszerű mozgása, az szorosan összefügg a másikkal, olyan módon, amit csak úgy lehet elérni. Kvantumösszefonódás. „

Bár nem mondható el, hogy a kvantumösszefonódás nem fordulhat elő makroszkopikus objektumokkal, addig azt hitték, hogy a hatások nem észrevehetők nagyobb léptékben – vagy talán a makroszkopikus léptéket más szabályok szabályozzák.

A legújabb kutatások azt mutatják, hogy ez nem így van. Valójában itt is ugyanazok a mennyiségi szabályok érvényesek, és ezek is láthatók. A kutatók mikrohullámú fotonok segítségével rezgették meg a kis henger membránjait, és szinkronban tartották helyzetüket és sebességüket tekintve.

A külső interferencia elkerülése érdekében, ami gyakori probléma a kvantum eseteknél, a dobokat lehűtötték, összekapcsolták és külön fázisokban mérték, miközben hűtött tartályban voltak. A hordók állapotait ezután egy reflex mikrohullámú mezőbe kódolják, amely a radarhoz hasonló módon működik.

Korábbi tanulmányok is beszámoltak makroszkopikus kvantumösszefonódásról, de a 2021-es cikk ennél tovább megy: minden szükséges mérést rögzítettek, nem pedig következtetést, és az összefonódást determinisztikusan, nem véletlenszerűen generálták.

ban ben Összefüggő, de különálló élmények sorozataa kvantumösszefonódás esetén makroszkopikus dobokkal (vagy oszcillátorokkal) is dolgozó kutatók megmutatták, hogyan lehet egyszerre két dob ​​helyzetét és lendületét mérni.

„Munkánkban a dobfejek kollektív kvantummozgást mutatnak” Laure Mercier de Lipinay fizikus azt mondta:a finn Aalto Egyetemen. „A hordók egymással ellentétes fázisban rezegnek, így amikor az egyik a rezgésciklus véghelyzetében van, a másik egyidejűleg az ellenkező helyzetben van.”

„Ebben az esetben a dobok mozgásának kvantumbizonytalansága megszűnik, ha a két dobot egyetlen kvantummechanikai egységként kezeljük.”

Ami ezt a fontos hírt adja, az az, hogy sétál Heisenberg bizonytalansági elve Az az elképzelés, hogy a pozíciót és a lendületet nem lehet egyszerre tökéletesen mérni. Az elv kimondja, hogy bármely mérés rögzítése interferál a másikkal az úgynevezett folyamaton keresztül Quantum back akció.

Amellett, hogy támogatja a másik tanulmányt a makroszkopikus kvantumösszefonódás kimutatásában, ez a konkrét kutatás ezt az összefonódást használja a kvantum háttérhatás elkerülésére – lényegében a klasszikus fizika (ahol a bizonytalanság elve érvényes) és a kvantumfizika (ahol jelenleg nem tűnik) közötti határvonalat vizsgálja. lenni).

A két eredményhalmaz egyik lehetséges jövőbeli alkalmazása a kvantumhálózatokban van – az objektumok mikroszkopikus léptékű manipulálásának és összefonódásának képességében, hogy azok a következő generációs kommunikációs hálózatokat táplálják.

Hoi-Kwan Lau és Aashish Clerk fizikusok, akik nem vettek részt a tanulmányokban, a Az akkor megjelent kutatást kommentálva.

nem első és a másodszor A tanulmány ben jelent meg Tudományok.

A cikk egy változata először 2021 májusában jelent meg.