5 miesięcy temu

Kolejna tajemnica mechaniki kwantowej

Okazuje się, że splątane kwantowo cząstki nie muszą pochodzić z tej samej lokalizacji w kosmosie!

Istnienie stanu splątanego jest jednym z najbardziej niesamowitych odkryć fizyki kwantowej. Sam Einstein opisywał to zjawisko jako upiorną aktywność na odległość. Stan splątany dotyczy dwóch cząsteczek, które są ze sobą powiązane, mimo iż znajdują się oddzielone od siebie na duże dystanse. Oznacza to, że zmiana dokonana na jednej cząsteczce pary, wywołała natychmiastową zmianę parametrów również w drugiej, niezależnie od dystansu, jaki dzieli obydwie cząstki.

Zjawisko to jest zagadkowe, jak również zupełnie nieintuicyjne, dlatego badanie splątania kwantowego co rusz generuje niesamowite odkrycia. Aby uprościć nieco rozumienie zjawiska, naukowcy zakładali, że skoro splątanie występuje niezależnie od położenia względem siebie cząsteczek, to przynajmniej cząsteczki powinny pochodzić z tej samej lokalizacji.

Jak się jednak okazało, podważone zostało również to założenie. Naukowcy z University of East Anglia (UEA) zaobserwowali dwa splątane fotony, które pochodziły z dwóch różnych punktów. To odkrycie sprawia, że splątanie kwantowe staje się jeszcze bardziej tajemnicze. Może podważyć naszą fundamentalną wiedzę na temat teorii kwantowej.

Do tej pory zakładano, że takie sparowane fotony pochodzą z tej samej lokalizacji tłumaczy David Andrews z UEA. Identyfikacja nowego zdezorganizowanego mechanizmu pokazuje, że każda para fotonów może być emitowana z oddzielonych przestrzennie punktów, wprowadzając nową niepewność co do pozycji pierwotnego pochodzenia kwantowego.

Zespół dokonał obserwacji podczas procesu tak zwanej spontanicznej parametrycznej dekompresji (SPDC), polegającego na wystrzeliwaniu fotonów przez kryształ, aby wygenerować splątane pary. Specjalna, pojedyncza wiązka światła jest przepuszczana przez kryształ, który rozdziela ją na dwie, rozszczepiając przy tym oton na dwie cząstki splątane kwantowo.

Zespół zauważył, że splątane fotony ujawniły się w dwóch różnych punktach na krysztale, co odbiega od dotychczasowych założeń. Może to więc sugerować, że nie istnieją limity dla rozdzielczości przestrzennej fotonów.

Teoretycy muszą zmierzyć się z tymi wynikami, zanim będzie można ostatecznie powiedzieć, co obserwacja oznacza. Na razie to pokazuje, że teoria kwantowa skrywa jeszcze nie jedną sztuczkę w rękawie.