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 06.08.2020

Хороскоп за Овен

Овен
Денят бележи материални придобивки и лични удовлетворения за много от вас. Доверието, с което ви приемат е напълно заслужено и самочувствието ви е оправдано. Запазете добронамереността си към всички от обкръжението ви, това ще ви помогне да се концентрирате върху важните за вас дела.
06 авг 2020

Хороскоп за Телец

Телец
Романтичен флирт или друго нежно чувство ще ви направи по-внимателни към интимните ви партньори. Развитията ще са във ваша полза и бързо ще получите онова, към което се стремите. Други ще са погълнати от делови задачи, но не за дълго. С прагматичен подход ще пристъпите към работа, която ще приключите в рамките на деня.
06 авг 2020

Хороскоп за Близнаци

Близнаци
Очаква ви ден, изпълнен с динамика и промени. Работата ви ще бъде свързана с множество срещи, в които вие сте водещата страна. Справяте се добре с тази роля, а и има хора, които ви оказват необходимата подкрепа. Не пренебрегвайте подробностите, на които ви обръщат внимание вашите колеги. В определен момент те могат да се окажат решаващи за нещо важно.
06 авг 2020

Хороскоп за Рак

Рак
Ще останете доволни от професионалните си изяви днес. Повече съсредоточеност при работа свързана с пари. Възможни са измами и допълнително внимание ще бъде от полза. За някои изгодни предложения свързани с нова работа. Денят ще носи успех за всякакъв вид сдружения. Съвместните начинания се толерират.
06 авг 2020

Хороскоп за Лъв

Лъв
Денят ви ще е успешен. За много от вас той се свързва с добри реализации, бизнесът ще ви донесе повече вълнения, но и финансови придобивки. Приятели от чужбина ще разнообразят ежедневието на някои от вас. Очаквана среща ще ви донесе положителни емоции, за други спокойна почивка.
06 авг 2020

Хороскоп за Дева

Дева
Някои от вас съвсем основателно ще отделят повече време за подготовка на предстоящо събитие. Чувствате се достатъчно уверени в себе си, за да действате по собствено усмотрение. Моментът е подходящ за конкретни стъпки, така че не се колебайте. Време е да действате. Можете да напреднете в много кратки срокове.
06 авг 2020

Хороскоп за Везни

Везни
Мнозина от вас ще съсредоточат усилията си към повишаване на квалификацията си. Това ще ги направи конкурентноспособни и по-успешни в професионалната им кариера. Не се лутайте в търсене на подходящо занимание, имате ясна цел – следвайте я. Една среща ще остави следа в живота ви.
06 авг 2020

Хороскоп за Скорпион

Скорпион
Денят ви предлага доста разнообразни събития. На някои от вас може да се наложи да избират между няколко еднакво изкусителни възможности. Не се колебайте твърде дълго и се възползвайте изцяло от случая. Денят бележи и желано избавление от сърдечните терзания за мнозина от вас.
06 авг 2020

Хороскоп за Стрелец

Стрелец
Днес е добре да владеете емоциите си и да подхождате трезво към задачите си. Здравето е възможно да ви създава проблеми. Любовният ви живот е наситен с вълнуващи преживявания и интересни разговори с вашата половинка.
06 авг 2020

Хороскоп за Козирог

Козирог
Поставяйки разбирателството с другите, като водещо начало, ще прозрете, че съдбата ви толерира и дава привилегии. Това е верния път. Обстоятелствата ще бъдат във ваша полза и ще ви дадат възможности да погледнете на проблемите си от по-различен ъгъл, и да решите бързо загадката.
06 авг 2020

Хороскоп за Водолей

Водолей
Избягвайте всякакви спорове днес, дори да сте сигурни в правотата си. Спокойствието взима връх над всичко и днес никой няма да е в състояние да ви изнерви.Отдайте се на любимото си занимание и не се занимавайте с чужди проблеми. Ще имате възможност да наситите душата си с хубави емоции, ако разбира се това ви вълнува.
06 авг 2020

Хороскоп за Риби

Риби
Овладейте емоциите си и се заемете сериозно със задачите си. Отдавате прекалено голямо значение на нечие поведение, а можете просто да го пропуснете покрай себе си. В същото време не бъдете недостъпни за човек, който ви показва добрите си чувства. Възможно е здравето ви да ви създаде грижи.
06 авг 2020
Последни новини