Meny Meny

Forskere gjør historisk gjennombrudd i kvanteforviklinger

Forskere ved Brookhaven National Laboratory har avdekket en ny type kvanteforviklinger, noe som gir oss et innblikk i et freaky fenomen som får partikler til å være iboende knyttet over kosmiske avstander.

Vi er i ferd med å forklare et vitenskapelig fenomen som en gang forvirret en viss Albert Einstein, så ta en kaffe og fest deg.

Forskere ved Brookhaven National Laboratory har fullført en tankevekkende studie som kaster litt lys over mysteriet med kvanteforviklinger.

Enkelt sagt refererer dette merkelige vidunderet til ideen om at atomer – byggesteinene i all kjent materie – kan være iboende knyttet sammen, selv om de er adskilt av milliarder av lysår med rom. Til tross for uforståelige avstander mellom dem, vil en endring indusert i den ene teoretisk påvirke den andre. Galt, ikke sant?

For skalaens skyld, se for deg to terninger på forskjellige sider av planeten. Tenk deg at hver gang begge kastes, kommer de til totalt 7 med 100 % suksessrate. Dette er fordi de kommuniserer på et øyeblikk gjennom prosessen med sammenfiltring.

Ideen ble opprinnelig fremsatt av det strålende sinnet til fysikeren John Bell i 1964, og forvirret andre visjonære Einstein, som beskrev sine forviklingskonklusjoner som "skummel handling på avstand."

Kun ratifisert av forskningsgrupper så sent som 2015, har Bells grunnleggende teorem siden blitt utforsket i flere høyprofilerte eksperimenter. De siste gjennombrudd oppnådd av forskere ved Brookhaven fanget et enestående glimt inn i atomenes uklare natur.

Funnene fant sted ved Relativistic Heavy Ion Collider, et spesielt anlegg i Brookhaven, New York, som er i stand til å akselerere ladede atomer (kjent som ioner) til nesten lyshastighet.

Når disse ionene kolliderer eller passerer hverandre, avslører deres interaksjoner mer om atomenes indre virkemåte og bringer oss nærmere å oppdage universets største hemmeligheter og kvantemekanikkens trippy lover.

I tidligere undersøkelser av sammenfiltring, hadde forskere observert bare partikler fra samme gruppe og samme ladning som synkroniserte i atferd som spinning eller momentum. Fotoner for eksempel, som ikke har noen ladning eller elektroner og er negativt ladet, hadde blitt funnet å binde til og med milliarder av lysår fra hverandre.

Dette siste gjennombruddet i NYC har imidlertid endret vår oppfatning av sammenfiltring betydelig, med oppdagelsen av at dette fenomenet faktisk kan forekomme i to partikler med forskjellige ladninger.

"Det har aldri vært noen måling tidligere av interferens mellom partikler som kan skilles," sier Daniel Brandenburg, en fysikkprofessor ved Ohio State University som var medforfatter av studien.

Brandenburg og kollegene hans registrerte denne hendelsen ved å bruke en toppmoderne detektor kalt Solenoidal Tracker ved RHIC (eller STAR) for å fange interaksjoner av gullioner som reiser med nær lysets hastighet.

Skyer av fotoner omringet ionene og interagerte med gluoner som var tilstede - en partikkel som holder atomkjerner sammen. Fra dette ble to helt to partikler født kalt pioner, og det var her gjennombruddet i forvikling ble vitne til.

STAR hjalp til med å måle nøkkelegenskapene til begge inkludert hastighet og støtvinkel, så vel som deres individuelle arrangementer av gluoner. Fra dette ble det bestemt at begge hadde forskjellige ladninger og likevel var viklet inn.

"Ved å se på forskjellige kjerner og ved å se på denne prosessen med høyere presisjon, kan vi begynne å lære flere og flere detaljer," konkluderte Brandenburg. "Det vi gjorde her er et proof of concept, men det er mange flere muligheter."

Brandenburg ønsker å gjenta teknikken ved RHIC og andre anlegg som Large Hadron Collider i Sveits, og er fast bestemt på å avdekke hemmelighetene til atomkjerner.

Vil kvanteberegning noen gang virkelig ta fart i den virkelige verden? Det ser ut til at vi har kommet nærmere å finne ut av det.

tilgjengelighet