În anii 1930, venerabilul fizician teoretic Albert Einstein s-a întors în domeniul mecanicii cuantice, pe care teoriile sale ale relativității au contribuit la crearea. În speranța de a dezvolta o teorie mai completă a modului în care se comportă particulele, Einstein a fost în schimb îngrozit de perspectiva încurcăturii cuantice - ceva pe care a descris-o drept „acțiune înfricoșătoare la distanță”.
În ciuda temerilor lui Einstein, încrucișarea cuantică a devenit o parte acceptată a mecanicii cuantice. Și acum, pentru prima dată, o echipă de fizicieni de la Universitatea din Glasgow a luat un imaginea unei forme de întanglement cuantic (alias încâlcirea clopoțelului) la serviciu. Procedând astfel, au reușit să surprindă prima dovadă vizuală a unui fenomen care l-a derutat chiar și pe Einstein însuși.
Lucrarea care a descris descoperirile lor, intitulată „ Imagistica Comportament nelocal de tip Bell „, a apărut recent în jurnalProgresele științei. Studiul a fost condus de Dr. Paul-Antoine Moreau, Leverhulme Early Career Fellow la Universitatea din Glasgow și a inclus mai mulți cercetători de la Scoala de Fizică și Astronomie din Glasgow.
Intricarea cuantică vizualizată. Credit: Discovery News.
Entanglementul cuantic descrie fenomenul în care două particule care interacționează una cu cealaltă pot rămâne conectate, împărtășindu-și instantaneu stările fizice, indiferent cât de departe sunt. Această conexiune se află în centrul mecanicii cuantice, chiar dacă încalcă conceptul de realism local și multe elemente ale relativității speciale.
Până în 1964, Sir John Bell și-a extins activitatea teoreticienilor anteriori, formalizând conceptul de interacțiune nonlocală și descriind o formă puternică de încurcătură. Acest lucru ar ajunge să fie cunoscut sub numele de Bell entanglement, un concept care este valorificat pentru mai multe aplicații științifice - cum ar fi calculul cuantic și criptografia.
Și totuși, până acum, nu a fost niciodată surprins într-o singură imagine. După cum a spus dr. Moreau la Universitatea din Glasgow Comunicat de presă :
„Imaginea pe care am reușit să o surprindem este o demonstrație elegantă a unei proprietăți fundamentale a naturii, văzută pentru prima dată sub forma unei imagini. Este un rezultat interesant care ar putea fi folosit pentru a promova domeniul emergent al calculului cuantic și a duce la noi tipuri de imagistică.”
De dragul studiului lor, echipa de cercetare a conceput un sistem în care un flux de fotografii încurcate sunt emise de la o sursă cuantică de lumină. Acest flux trece apoi printr-o serie de „obiecte neconvenționale”, care se referă la materiale cu cristale lichide care schimbă faza fotonilor pe măsură ce trec prin ele.
Legatura cuantica. Credit: Departamentul de Fizică, HKUST
Configurația a inclus și o cameră super-sensibilă capabilă să detecteze fotoni unici și să capteze imagini ale acestora. Cu toate acestea, camera a fost programată să facă fotografii doar dacă vede atât un foton, cât și geamănul său încurcat. Procedând astfel, experimentul a creat efectiv o înregistrare vizibilă a încurcăturii a doi fotoni.
Rezultatele acestui studiu deschid ușa către o lume cu totul nouă a tehnicilor de imagistică cuantică care profită de încurcăturile Bell. De asemenea, are implicații în domeniul informațiilor cuantice (adică calculul cuantic și criptologia)
Lectură suplimentară: Universitatea din Glasgow , Progresele științei