Twee Diamanten Gekoppeld Door Vreemde Kwantumverstrengeling

{h1}

Natuurkundigen hebben twee macroscopische diamanten verbonden in een toestand van kwantumverstrengeling die meestal alleen wordt waargenomen in deeltjes in de microscopische wereld.

Wetenschappers hebben twee diamanten gekoppeld aan een mysterieus proces dat verstrengeling wordt genoemd en dat normaal alleen op de kwantumschaal te zien is.

Verstrengeling is zo raar dat Einstein het op afstand 'spookachtige actie' noemde. Het is een vreemd effect waarbij het ene object wordt verbonden met het andere, zodat zelfs als ze van elkaar worden gescheiden door grote afstanden, de ene handeling de andere beïnvloedt. Verstrengeling treedt meestal op met subatomaire deeltjes en werd voorspeld door de theorie van de kwantummechanica, die het rijk van de zeer kleine bestuurt.

Maar nu zijn natuurkundigen erin geslaagd twee macroscopische diamanten te verstrengelen, wat aantoont dat quantummechanische effecten niet beperkt zijn tot de microscopische schaal.

"Ik denk dat het een belangrijke stap is naar een nieuw regime van denken over quantumfenomenen," zei natuurkundige Ian Walmsley van de Universiteit van Oxford in Engeland. "Dat wil zeggen, in dit regime van de grotere wereld, kamertemperatuur, omgevingscondities. verwacht wordt te bestaan, in feite in staat om het te observeren in een dergelijk systeem waarvan we denken dat het best spannend is. " [Twisted Physics: 7 Mind-Blowing Findings]

Een andere studie gebruikte recentelijk quantumverstrengeling om licht stukjes licht van de ene plaats naar de andere te teleporteren. En andere onderzoekers zijn er al eerder in geslaagd om macroscopische objecten te verstrikken, maar ze zijn over het algemeen onder speciale omstandigheden geweest, op speciale manieren voorbereid en afgekoeld tot cryogene temperaturen. In de nieuwe prestatie waren de diamanten groot en niet op een speciale manier voorbereid, aldus de onderzoekers.

"Het is groot genoeg dat je het kunt zien," vertelde Walmsley WordsSideKick.com over de diamanten. "Ze zitten op tafel, in het zicht, het laboratorium is niet bijzonder koud of bijzonder heet, het is gewoon je dagelijkse kamer."

Walmsley, samen met een team van fysici onder leiding van Oxford afstuderende student Ka Chung Lee, volbracht deze prestatie door de vibratie van twee diamantkristallen te verstrikken. Om dit te doen, zetten de onderzoekers een apparaat op om tegelijkertijd een laserpuls op beide diamanten te verzenden. Soms veranderde het laserlicht in kleur, naar een lagere frequentie, na het raken van de diamanten. Dat vertelde de wetenschappers dat het een beetje energie had verloren.

Omdat energie moet worden bewaard in gesloten systemen (waar er geen externe energie input is), wisten de onderzoekers dat de "verloren" energie op de een of andere manier was gebruikt. In feite was de energie omgezet in trillingsbeweging voor een van de diamanten (hoewel de beweging te klein is om visueel waar te nemen). De wetenschappers konden echter niet weten welke diamant trilde.

Vervolgens zonden de onderzoekers een tweede puls laserlicht door het nu vibrerende systeem. Deze keer, als het licht tevoorschijn kwam met een kleur met een hogere frequentie, betekende dit dat het de energie had teruggewonnen door het van de diamant te absorberen en de vibratie te stoppen.

De wetenschappers hadden twee afzonderlijke detectoren opgesteld om het laserlicht te meten - één voor elke diamant.

Als de twee diamanten niet verstrengeld waren, verwachtten de onderzoekers dat elke detector ongeveer 50 procent van de tijd een gewijzigde laserstraal registreerde. Het is vergelijkbaar met het gooien van een munt, waarbij willekeurige kansen tot ongeveer de helft van de tijd hoofden zouden opleveren en gemiddeld de andere helft van de tijd zou stikken.

In plaats daarvan, omdat de twee diamanten waren gekoppeld, ontdekten ze dat een detector de verandering elke keer opnieuw waarnam en de andere detector nooit vuurde. De twee diamanten, zo leek het, waren zo verbonden dat ze als een enkele entiteit reageerden in plaats van twee individuele objecten.

De wetenschappers rapporteren hun resultaten in het 2 december nummer van het tijdschrift Science.

"Recente ontwikkelingen in kwantumcontroletechnieken hebben toegestaan ​​verstrengeling te hebben waargenomen voor fysieke systemen met toenemende complexiteit en scheidingsafstand", schreef natuurkundige Luming Duan van de universiteit van Michigan, die niet bij de studie was betrokken, in een begeleidend essay in hetzelfde nummer van Science. "Lee et al. Nemen een belangrijke stap in deze richting door verstrengeling te tonen tussen oscillatiepatronen van atomen-fonon-modi - van twee diamantmonsters van millimetergrootte bij kamertemperatuur, gescheiden door een macroscopische afstand van ongeveer 15 cm."

Naast het bevorderen van het begrip van verstrengeling door wetenschappers, zou het onderzoek kunnen helpen bij het ontwikkelen van snellere computers, fotonische processors genaamd, die vertrouwen op kwantumeffecten, zei de Oxford-fysicus Michael Sprague, een ander teamlid bij het project.

"Het doel op lange termijn is dat als je de kracht van kwantumverschijnselen kunt benutten, je dingen potentieel efficiënter kunt doen dan momenteel mogelijk is," zei Sprague.

Je kunt WordsSideKick.com senior schrijver Clara Moskowitz volgen op Twitter @ClaraMoskowitz. Voor meer wetenschapsnieuws, volg WordsSideKick.com op twitter @wordssidekick.


Video Supplement: .




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

© 2005–2019 WordsSideKick.com