Κατεγράφη για πρώτη φορά η εικόνα κβαντικής διεμπλοκής

Κατεγράφη για πρώτη φορά η εικόνα κβαντικής διεμπλοκής

phys.org

Φυσικοί κατάφεραν, για πρώτη φορά στην ιστορία, να τραβήξουν φωτογραφία μιας ισχυρής μορφής κβαντικής διεμπλοκής, ονόματι διεμπλοκή Μπελ- παρέχοντας έτσι οπτικά στοιχεία για ένα αινιγματικό φαινόμενο το οποίο ο Άλμπερτ Αϊνστάιν είχε κάποτε χαρακτηρίσει «αλλόκοτη δράση σε απόσταση».

Δύο σωματίδια τα οποία αλληλεπιδρούν μεταξύ τους μπορεί σε κάποιες περιπτώσεις να παραμείνουν συνδεδεμένα, μοιραζόμενα τις φυσικές τους καταστάσεις (έχοντας την ίδια κατάσταση, την ίδια στιγμή), όποια και αν είναι η απόσταση που τα χωρίζει. Το φαινόμενο αυτό είναι γνωστό ως κβαντική διεμπλοκή και αποτελεί βασικό πυλώνα της κβαντομηχανικής.

Όπως αναφέρεται σε ανάρτηση στο Phys Org, ο Αϊνστάιν θεωρούσε την κβαντομηχανική «αλλόκοτη» (ή «στοιχειωμένη», spooky) εξαιτίας του γεγονότος πως η αλληλεπίδραση εξ αποστάσεως μεταξύ των δύο σωματιδίων ήταν ταυτόχρονη- κάτι που φάνταζε ασύμβατο με στοιχεία της θεωρίας της σχετικότητάς του. Αργότερα ο Σερ Τζον Μπελ «επισημοποίησε» την έννοια αυτής της αλληλεπίδρασης περιγράφοντας μια ισχυρή μορφή διεμπλοκής που παρουσιάζει αυτά τα ιδιαίτερα χαρακτηριστικά. Αν και η διεμπλοκή Μπελ αξιοποιείται σήμερα σε πρακτικές εφαρμογές, όπως οι κβαντικοί υπολογιστές και η κρυπτογράφηση, δεν είχε καταγραφεί ποτέ σε εικόνα.

Σε επιστημονικό άρθρο που δημοσιεύτηκε στο Science Advances, ομάδα φυσικών του University of Glasgow περιγράφουν πώς κατάφεραν να κάνουν το φαινόμενο ορατό σε εικόνα για πρώτη φορά: Αυτό που έκαναν ήταν να δημιουργήσουν ένα σύστημα το οποίο ρίχνει μια ροή φωτονίων σε διεμπλοκή από μια κβαντική πηγή σε «μη συμβατικά αντικείμενα»- που προβάλλονται σε υλικά υγρών κρυστάλλων, τα οποία αλλάζουν τη φάση των φωτονίων καθώς αυτά διέρχονται.

Οι επιστήμονες έστησαν μια υπερευαίσθητη κάμερα, ικανή να εντοπίζει μεμονωμένα φωτόνια, που θα τραβούσε φωτογραφία μόνο όταν «έβλεπε» τόσο ένα φωτόνιο, όσο και το σε διεμπλοκή ζεύγος του, δημιουργώντας έτσι μια ορατή καταγραφή της διεμπλοκής των φωτονίων.

Ο Dr. Πολ Αντουάν Μορό, επικεφαλής συντάκτης της έρευνας, δήλωσε πως η εικόνα που κατεγράφη είναι μια «κομψή επίδειξη μιας θεμελιώδους ιδιότητας της φύσης, που τη βλέπουμε για πρώτη φορά υπό τη μορφή εικόνας. Πρόκειται για ένα συναρπαστικό αποτέλεσμα, που θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για να υπάρξει πρόοδος στον ανερχόμενο τομέα των κβαντικών υπολογιστών».