Spooky Quantum Verstrengeling Krijgt Extra 'Twist'

{h1}

Natuurkundigen hebben twee fotonen verstrengeld die sneller dan ooit in tegengestelde richting draaien, een stap in de richting van kwantumeffecten in de macroscopische wereld.

Kwantumfysica is de wetenschap van de zeer kleine. Maar natuurkundigen maken het groter en leggen records vast voor de grootte en energieën van objecten die ze kwantumeffecten kunnen vertonen.

Nu hebben fysici van de Universiteit van Wenen in Oostenrijk "virtueel verweven" of twee deeltjes verstrikt die sneller dan ooit in tegengestelde richtingen draaien. Verstrengeling vindt plaats wanneer twee deeltjes verbonden blijven, zodat de acties die op de een worden uitgevoerd, de andere beïnvloeden, ondanks de afstand tussen hen. (Einstein verwees naar deze griezelige connectie als 'spookachtige actie op afstand'.)

In de nieuwe studie verstrengelden Anton Fickler en zijn collega's twee fotonen die een hoog orbitaal hoekmomentum hadden, een eigenschap die het draaien van een golf van licht meet. In de kwantumfysica kunnen deeltjes zoals fotonen zich gedragen als deeltjes en golven.

"Het is een opstapje naar de ontwikkeling van nieuwe technologieën", zei Anton Zeilinger, directeur van het Instituut voor Quantumoptica en Quantum Information en co-auteur van de studie, die wordt beschreven in het nummer van 5 november van het tijdschrift Science.

Dergelijke verstrengelingsexperimenten zijn al tientallen jaren uitgevoerd. In dit geval deden de onderzoekers echter iets anders. Ze creëerden verstrengelde fotonen en gaven hen veel impulsmoment, meer dan in welk experiment dan ook.

Meestal is de energie in een foton erg klein: het quantumgetal is laag. Bij hogere energieën verandert dit. Kwantumfysica en 'normale' of klassieke fysica beginnen er op te lijken als kwantumgetallen hoog worden; dit wordt het correspondentieprincipe genoemd en het is van toepassing op veel gebieden van de natuurkunde.

Om verstrengelde fotonen te creëren, stuurden Fickler en zijn team een ​​laser door een straalsplitser, waardoor de laserstraal in tweeën werd gedeeld. Twee fotonen werden naar beneden gestuurd door afzonderlijke optische vezels en hun golven werden gedraaid en gedraaid en nog wat getwist, waardoor hun impulsmoment toenam - stel je een golf in de vorm van een spiraal voor die sneller en sneller ronddraait. [Twisted Physics: 7 Mind-Blowing Findings]

Uiteindelijk was er voldoende impulsmoment in de fotonen dat hun kwantumgetallen - de eenheden waarin hun momentum wordt gemeten - verschilden met een factor 600, een hogere waarde dan eerder gezien. De fotonen die snel in tegengestelde richting draaiden, waren ondertussen nog steeds verstrikt.

Ze wisten dit omdat, wanneer deeltjes verstrengeld zijn, het meten van de kwantumtoestand (in dit geval het impulsmoment en de oriëntatie) van een deeltje je meteen de kwantumtoestand van de ander vertelt, ongeacht waar deze zich bevindt. Omdat ze de mogelijkheid hadden om te meten, konden beide onderzoekers verstrengeling bevestigen.

(Hoewel deze overdracht van informatie tussen de deeltjes onmiddellijk is, kan verstrengeling niet worden gebruikt voor communicatie sneller dan light omdat het onmogelijk is om de kwantumtoestand vooraf in te stellen, zoals u in een bericht zou doen).

Dit laat zien dat verstrikkingseffecten te zien zijn bij hoge energieën, wat dichterbij de macroscopische wereld staat die we allemaal kennen en waarmee we communiceren. "Het betekent dat we het correspondentieprincipe moeten nemen met een grote korrel zout," zei Zeilinger.

Even belangrijk is dat het experiment aantoont dat de enige belemmering voor het toepassen van bepaalde soorten kwantumeffecten technisch is - er is geen fysieke reden waarom men geen kwantumfenomenen bij voldoende energieën zou kunnen zien om in de zichtbare wereld te bloeden, hoewel dat enige tijd kost om te doen.

Volg WordsSideKick.com op Twitter @wordssidekick. We zijn ook bezig Facebook & Google+.


Video Supplement: Symbols of an Alien Sky (Full Documentary).




WordsSideKick.com
Alle Rechten Voorbehouden!
Reproductie Van Materialen Toegestaan Alleen Prostanovkoy Actieve Link Naar De Site WordsSideKick.com

© 2005–2019 WordsSideKick.com