11 °C

Заснеха това, което Айнщайн нарича „призрачно действие от разстояние“

За първи път физици са успели да направят снимка на силна форма на квантово вплитане, наречена „вплитане на Бел“, която представя визуални доказателства за неуловимото явление, което някога смаяният Алберт Айнщайн нарича „призрачно действие от разстояние“.

Две частици, които взаимодействат помежду си - например два фотона, преминаващи през разделител на лъчи, например - могат понякога да останат свързани, като мигновено споделят своите физически състояния, без значение колко е голямо разстоянието помежду им. Тази връзка е известна като квантово вплитане и е в основата на квантовата механика.

Айнщайн е смятал, че квантовата механика е „призрачна“ поради мигновеността на видимо дистанционното взаимодействие между две вплетени частици, което изглежда несъвместимо с елементите на неговата Специална теория на относителността.

По-късно Джон Бел представя тази концепция за нелокално взаимодействие, описваща силна форма на вплитане, проявяваща тази призрачност във формули. Днес макар вплитането на Бел вече да има практически приложения като квантовите компютри и криптографията, то никога не е било заснемано.

 

В статия, публикувана в списание Science Advances, екип физици от Университета в Глазгоу описват как са направили в изображение за пръв път видима "призрачността" на Айнщайн.

Неравенствата на Бел

През 60-те години известният британски физик Джон Бел доказа, че нито една теория, основана на локалност и реализъм не може да възпроизведе всички предсказания на квантовата механика.

Освен това, той въвежда специално неравенство (наречено на негово име), което позволява да се провери, доколко добре реалността се описва от класическата теория с непременна локалност и реализъм. Квантовата механика, напротив, би трябвало да нарушава неравенството, така че проверката на неравенството на Бел ще определи дали Айнщайн е прав, че има някакви скрити променливи, с чиято помощ да се прогнозират резултатите и че квантовата физика да може да се определи статистически.

Свръхчувствителна камера улавя момента, в който двете частици се изместват по един и същи начин, въпреки че са разделени, като по този начин ясно се потвърждава съществуването на квантово вплитане и нарушаването на неравенството на Бел. По-точно, снимката се състои от няколко изображения на фотони, които изпитват серия от фазови преходи.

Изображения, записали нарушението на неравенството на Бел в четири снимки. (А) Представени са четирите изображения с брой на съвпаденията, които съответстват на изображенията на фазовия кръг, получен от четирите фазови филтъра с различна ориентация, θ2 = {0 °, 45 °, 90 °, 135 °}, необходими за извършване на проверката на Бел. Мащаб: 1 mm (в равнината на обекта). От (В) до (Е) - представени са графики на съвпадението като функция от ъгъла на ориентация θ1 на фазова стъпка по протежение на обекта. Както е показано, тези резултати се получават чрез разгъване на ROI (ring-like region of interest - пръстенообразна област на интерес), представени като червени пръстени и са извлечени от изображенията, представени в (A). Сините точки в графиките са броят на съвпаденията за ъглова област в рамките на ROI, а червените криви съответстват на най-добрите подходи на експерименталните данни чрез косинусова квадратна функция. (В) до (Е) съответстват на ориентациите на фазовия филтър θ2 от 0 °, 45 °, 90 ° и 135 °, съответно. Кредит: Science Advances (2019). DOI: 10.1126/sciadv.aaw2563

 

Учените разработват система, която изстрелва поток от вплетени фотони от квантов източник на светлина към „неконвенционални обекти“. Така фотоните се изобразяват върху течни кристали, които променят фазата на фотоните, докато преминават през тях.

Изследователите създават свръхчувствителна камера, способна да открие единични фотони, която заснема изображение само когато е регистрирала един фотон и неговия вплетен „близнак“, създавайки видим запис на вплитането на фотоните.

Схема на експеримента за извършване на проверка на неравенството на Бел в изображение. Като източник на вплетени фотонни двойки се използва ултравиолетов лазер с кристал на бариев борат (BBO crystal). Двата фотона са разделени от разделител на лъчи (BS). Свръхчувствителната камера, задействана от SPAD, се използва за произвеждане на призрачни изображения на фазов обект, поставен на пътя на първия фотон и нелокално филтриран от четири различни пространствени филтъра, които могат да бъдат показани на SLM (SLM 2), поставени в другото рамо. Като се задейства от SPAD, камерата получава случайни изображения, които могат да се използват за извършване на проверка на неравенството на Бел. Кредит: Science Advances (2019). DOI: 10.1126/sciadv.aaw2563

„Образът, който успяхме да заснемем, е елегантна демонстрация на  едно фундаментално свойство на природата, което се вижда за пръв път под формата на изображение", заяви водещият автор д-р Пол-Антоан Моро (Paul-Antoine Moreau) от Факултета по физика и астрономия към Университета в Глазгоу.

"Това е вълнуващ резултат, който може да бъде използван за напредъка на нововъзникващата област на квантовите изчисления и да доведе до нови видове изображения."

 

Справка: Paul-Antoine Moreau et al. Imaging Bell-type nonlocal behavior, Science Advances (2019). DOI: 10.1126/sciadv.aaw2563

Източник: Scientists unveil the first-ever image of quantum entanglement, University of Glasgow


Източник: nauka.offnews

Facebook коментари

Коментари в сайта (1)

  • 1
    Ка
    Каруцаря
    2 -2
    15:05, 17 юли 2019
    Никой не коментира !? Къде сте бе пумачета ?

Хороскоп за 21.09.2019

Хороскоп за Овен

Овен
Дайте възможност на любимите ви хора да се погрижат за вас. Денят не носи проблеми. Починете си. Не прибързвайте със съветите към близките ви. Без да искате ги натоварвате излишно. Занимавайте се със свои неща, които ви помагат да се откъснете от натоварващи мисли.
21.09.2019

Хороскоп за Телец

Телец
Подхождайте към решаване на проблемите делово, като се абстрахирате от емоциите. Запазете добрия тон и ведрата атмосфера около себе си, вслушвайте се в мнението и на другата страна. Помислете преди да предприемате каквото и да било. Предстои ви нещо ново, което изисква повече внимание и по-добра ориентираност.
21.09.2019

Хороскоп за Близнаци

Близнаци
Душевната ви хармония се отразява чудесно и на външността ви. Ако съумеете де преодолеете дребните недоразумения в отношенията с интимния партньор, денят обещава да бъде много приятен. Отделете време за приятелите си.
21.09.2019

Хороскоп за Рак

Рак
За предпочитане е да се включите в изпълнение на обща задача, отколкото да се опитвате сами да я свършите. Екипната работа ще бъде резултатна и ще ви остане време за по-приятни неща. С партньора си ще говорите за намеренията си и ще търсите мнението му по всички общи въпроси. Вечерта ви ще е различна, но и вълнуваща.
21.09.2019

Хороскоп за Лъв

Лъв
Натоварванията днес не са препоръчителни, погрижете се за здравето си. Също така не допускайте дребни сплетни да развалят настроението ви. В добро разположение на духа сте и всичко, което измислите сега ще ви се отдава с лекота за напред. Въпреки това не се надценявайте.
21.09.2019

Хороскоп за Дева

Дева
Радвате се на много добро здраве днес. Настроението ви е приповдигнато и с лекота разведрявате атмосферата у дома. Може би ще бъдете заинтригувани от плановете на ваш приятел. Предложението му ще ви се стори доста привлекателно и едва ли ще се колебаете дълго преди да приемете. Нямате много време за да довършите ангажимент, по който отдавна работите.
21.09.2019

Хороскоп за Везни

Везни
Покажете на хората, които имат очаквания към вас, че държите на обещанията си. Бъдете коректни и в отношенията си с онези, с които работите. Не всичко е бизнес, по-важни са човешките взаимоотношения, стига да го разбирате и вие така. Никой не е застрахован от грешки, важно е да ги осъзнаем и избягваме за в бъдеще.
21.09.2019

Хороскоп за Скорпион

Скорпион
Работата ще ви наложи да вземете неотложни мерки, но помислете дали не пропускате важни неща. Вслушвайте се в градивната критика, полезно е. У дома ви очаква спокойствие. То все повече ви привлича и ви се иска да не ви напуска.
21.09.2019

Хороскоп за Стрелец

Стрелец
Не бъдете предубедени към хора, които ви предлагат партньорството си. Проверявайте собствената си информация и не предприемайте рисковани действия. Използвайте почтени средства и дайте изява на опита и авторитета си. Настроението ви ще се повиши от вниманието на скъп за вас човек. Пътуване или друго вълнуващо преживяване за някои от вас.
21.09.2019

Хороскоп за Козирог

Козирог
Заслужавате достойна почивка за усилията през седмицата. За някои от вас не е никакъв проблем да си я осигурят, но други ще трябва да се справят с опитите на близки и далечни роднини да ги ангажират. В повечето случаи можете с чиста съвест да се измъкнете без да се налага да давате обяснения. Все пак преценете дали подкрепата ви е наистина наложителна.
21.09.2019

Хороскоп за Водолей

Водолей
Ще си поставите цел и ще я следвате до края. Така ще постигнете бърз напредък и ще останете доволни от себе си. Изградили сте си авторитет на отговорен човек и това ще ви донесе поръчки и нови бизнес-взаимоотношения. Ще впечатлите някого с непрекъснатото си желание да сте интересни и загадъчни.
21.09.2019

Хороскоп за Риби

Риби
Предпочитате да сте сами днес и да размишлявате, но не се обграждайте с бариери. Приемете доброто отношение на всички и се опитайте да се впишете в обстановката. Така най-бързо ще преодолеете кризата си и ще продължите напред. И щом веднъж сте поели в правилната посока, няма да има какво да ви спре.
21.09.2019
Последни новини