Меню Меню

Ученые совершили исторический прорыв в квантовой запутанности

Ученые из Брукхейвенской национальной лаборатории открыли новый вид квантовой запутанности, что дает нам представление о причудливом явлении, которое заставляет частицы неразрывно связываться на космических расстояниях.

Мы собираемся объяснить научный феномен, который когда-то сбил с толку некоего Альберта Эйнштейна, так что берите кофе и пристегивайтесь.

Ученые из Брукхейвенской национальной лаборатории завершили умопомрачительное исследование, которое проливает свет на тайну квантовой запутанности.

Проще говоря, это любопытное чудо относится к идее о том, что атомы — строительные блоки всей известной материи — могут быть неразрывно связаны между собой, даже если их разделяют миллиарды световых лет пространства. Несмотря на непостижимые расстояния между ними, изменение, вызванное одним, теоретически повлияет на другое. Сумасшедший, да?

Для масштаба изобразите два кубика на разных сторонах планеты. Представьте, что каждый раз, когда бросаются оба, их общее количество достигает 7 со 100% вероятностью успеха. Это потому, что они общаются мгновенно через процесс запутывания.

Идея была изначально выдвинута блестящим умом физика Джона Белла в 1964 году, поставив в тупик коллегу-провидца. Эйнштейна, который описал свои выводы о запутанности как «жуткие действия на расстоянии».

Только ратифицирован исследовательскими группами совсем недавно 2015С тех пор основная теорема Белла была исследована в нескольких громких экспериментах. последний прорыв достигнутый учеными из Брукхейвена, зафиксировал беспрецедентный взгляд на загадочную природу атомов.

Открытия были сделаны на релятивистском коллайдере тяжелых ионов, специальном объекте в Брукхейвене, штат Нью-Йорк, который способен разгонять заряженные атомы (известные как ионы) почти до скорости света.

Когда эти ионы сталкиваются или проходят мимо друг друга, их взаимодействия раскрывают больше информации о внутренней работе атомов и приближают нас к открытию величайших тайн Вселенной и тривиальных законов квантовой механики.

В предыдущих исследованиях запутанности ученые наблюдали только частицы одной группы и одного заряда, синхронизирующиеся в поведении, таком как вращение или импульс. Например, было обнаружено, что фотоны, которые не имеют заряда или электронов и заряжены отрицательно, связываются даже на расстоянии миллиардов световых лет друг от друга.

Однако этот последний прорыв в Нью-Йорке значительно изменил наше представление о запутанности благодаря открытию того, что это явление на самом деле может происходить в двух частицах с разными зарядами.

«В прошлом никогда не проводилось никаких измерений интерференции между различимыми частицами», — говорит Даниэль Бранденбург, профессор физики в Университете штата Огайо, соавтор исследования.

Бранденбург и его коллеги зафиксировали это событие, используя современный детектор под названием Solenoid Tracker в RHIC (или STAR), чтобы зафиксировать взаимодействие ионов золота, движущихся со скоростью, близкой к скорости света.

Облака фотонов окружали ионы и взаимодействовали с присутствующими глюонами — частицами, удерживающими атомные ядра вместе. Из этого родились две совершенно две частицы, называемые пионами, и именно здесь был засвидетельствован прорыв в запутанности.

STAR помог измерить ключевые свойства, включая скорость и угол столкновения, а также их индивидуальное расположение глюонов. Из этого было установлено, что оба имели разные заряды, но все же были запутаны.

«Изучая различные ядра и рассматривая этот процесс с большей точностью, мы можем начать узнавать все больше и больше деталей», — заключил Бранденбург. «То, что мы сделали здесь, является доказательством концепции, но есть гораздо больше возможностей».

Желая повторить технику в RHIC и других объектах, таких как Большой адронный коллайдер в Швейцарии, Бранденбург полон решимости раскрыть секреты атомных ядер.

Будут ли квантовые вычисления действительно популярны в реальном мире? Кажется, мы на шаг ближе к разгадке.

Универсальный доступ