Meny Meny

Forskare gör ett historiskt genombrott i kvantförveckling

Forskare vid Brookhaven National Laboratory har avslöjat en ny typ av kvantförveckling, vilket ger oss en inblick i ett galet fenomen som gör att partiklar är inneboende länkade över kosmiska avstånd.

Vi är på väg att förklara ett vetenskapligt fenomen som en gång förvirrade en viss Albert Einstein, så ta en kaffe och spänn fast.

Forskare vid Brookhaven National Laboratory har slutfört en sinnesböjande studie som kastar lite ljus över mysteriet med kvantintrassling.

Enkelt uttryckt hänvisar detta märkliga under till idén att atomer – byggstenarna i all känd materia – kan kopplas samman, även om de är åtskilda av miljarder ljusår av rymden. Trots obegripliga avstånd mellan dem kommer en förändring som induceras i den ena teoretiskt att påverka den andra. Galet, eller hur?

För skalans skull, bild två tärningar på olika sidor av planeten. Föreställ dig att varje gång båda kastas kommer de till totalt 7 med 100 % framgång. Detta beror på att de kommunicerar på ett ögonblick genom processen av intrassling.

Idén framfördes ursprungligen av fysikern John Bells briljanta sinne 1964, vilket förbryllade andra visionärer Einstein, som beskrev sina förvecklingsslutsatser som "läskig handling på avstånd."

Endast ratificerat av forskargrupper så sent som 2015, Bells grundläggande sats har sedan dess utforskats i flera högprofilerade experiment. De senaste genombrottet uppnåtts av forskare vid Brookhaven fångade en aldrig tidigare skådad inblick i atomernas dunkla natur.

Upptäckten ägde rum vid Relativistic Heavy Ion Collider, en speciell anläggning i Brookhaven, New York, som kan accelerera laddade atomer (så kallade joner) till nästan ljushastighet.

När dessa joner kolliderar eller passerar varandra avslöjar deras interaktioner mer om atomernas inre funktion och för oss närmare att upptäcka universums största hemligheter och kvantmekanikens trippy lagar.

I tidigare undersökningar av intrassling, hade forskare observerat att endast partiklar från samma grupp och samma laddning synkroniserades i beteenden som snurrande eller fart. Fotoner till exempel, som inte har någon laddning eller elektroner och är negativt laddade, hade visat sig binda till och med miljarder ljusår från varandra.

Det här senaste genombrottet i NYC har dock förändrat vår uppfattning om intrassling avsevärt, med upptäckten att detta fenomen faktiskt kan uppstå i två partiklar med olika laddningar.

"Det har aldrig gjorts någon mätning tidigare av interferens mellan särskiljbara partiklar," säger Daniel Brandenburg, en fysikprofessor vid Ohio State University som var medförfattare till studien.

Brandenburg och hans kollegor spelade in denna händelse med hjälp av en toppmodern detektor som kallas Solenoidal Tracker vid RHIC (eller STAR) för att fånga interaktioner av guldjoner som färdas med nära ljusets hastighet.

https://twitter.com/WanderZer0/status/1232796286757277697?s=20&t=_2fz8u72__PFM-DL0Edz7A

Moln av fotoner omgav jonerna och interagerade med gluoner som fanns - en partikel som håller samman atomkärnor. Ur detta föddes två helt två partiklar kallade pioner, och det var här genombrottet i förveckling sågs.

STAR hjälpte till att mäta nyckelegenskaperna för båda inklusive hastighet och islagsvinkel, såväl som deras individuella arrangemang av gluoner. Av detta fastställdes att båda hade olika laddningar och ändå var intrasslade.

"Genom att titta på olika kärnor och genom att titta på denna process med högre precision kan vi börja lära oss fler och fler detaljer", avslutade Brandenburg. "Det vi gjorde här är ett proof of concept, men det finns mycket fler möjligheter."

Brandenburg vill upprepa tekniken vid RHIC och andra anläggningar som Large Hadron Collider i Schweiz och är fast besluten att avslöja atomkärnors hemligheter.

Kommer kvantdatorn någonsin verkligen ta fart i den verkliga världen? Det verkar som om vi har kommit närmare att ta reda på det.

Tillgänglighet