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 20.09.2019

Хороскоп за Овен

Овен
Всичко, което не е спешно може да го отложите, давайки предимство на вече започнатите си задачи. С компромиси и чувство за хумор ще успеете да се споразумеете с онези, които предявяват претенции към вас. Делова среща ще ви направи по-гъвкави и активни, други ще проведат успешна търговска сделка.
20.09.2019

Хороскоп за Телец

Телец
Запазвайки самостоятелността си ще работите за утвърждаване на авторитета и повишаване на финансите си. Превръщате се в обединителна фигура за много хора, но ви е трудно да го осъзнаете. Освободете се от всичко, което ви пречи да се чувствате свободни и живейте така, както разбирате.
20.09.2019

Хороскоп за Близнаци

Близнаци
Потиснете раздразнението си, ако такова съществува и изяснете отношенията си с онези, с които имате противоречия. Нечие предложение ще ви заинтригува и с внимание ще подготвите следващите си действия, обвързващи ги с него. Погрижете се за отдиха си и укрепете силите си.
20.09.2019

Хороскоп за Рак

Рак
Спокойно изчаквайте развитието на събитията и не прибързвайте в оценките и реакциите си днес. От правилното ви поведение ще зависят резултатите, както и безпрепятствената реализация на делата ви. В противен случай са възможни главоболия за в бъдеще. Занимания с приятни неща ще ви помогнат да се разтоварите от стреса.
20.09.2019

Хороскоп за Лъв

Лъв
Време е да се порадвате на заслужен успех в резултат от дълъг и упорит труд. Старанието ви ще бъде щедро възнаградено. Споделете радостта си с любимия човек. Постарайте се да не разочаровате ваши близки, които много разчитат на вас по определен въпрос. Не се натоварвайте с работа вечерта, намерете време за почивка.
20.09.2019

Хороскоп за Дева

Дева
Бъдете искрени пред себе си и назовете ясно целите си, какво искате и към какво се стремите. Това ще ви помогне да изградите нужната ви мотивация и да продължите напред. Успехите ви могат да бъдат в много посоки, от вас зависи да ги сътворите. Има кой да ви насърчи и погрижи за вас, позволете му да го направи.
20.09.2019

Хороскоп за Везни

Везни
Дребни и приятни случки ще определят облика на дена ви. Ще ви занимават нещата от личния ви живот и всичко свързано с дома ви, семейството и духовните търсения. Очарованието на деня ще се затвърди и от вести, които ще получите от далече. Скорошно посещение на ваши близки ще ви хвърли в трескави приготовления.
20.09.2019

Хороскоп за Скорпион

Скорпион
Повечето от вас прекарват в движение този ден, независимо с какво изберат да се заемат. Имате доста неща за вършене и предпочитате да не губите ценно време. Очаквате прекалено много от човек от обкръжението ви, но е твърде възможно той да не оправдае доверието ви. Направете приятна изненада на любимия човек днес.
20.09.2019

Хороскоп за Стрелец

Стрелец
В добро настроение сте и ще постигате желаните резултати. На моменти ще имате нужда от подкрепа, която няма да ви бъде отказвана. Приятно е с хората, които имате до себе си. Потърсете начин да им се отблагодарите. Увереността ви нараства и ще търсите нови предизвикателства.
20.09.2019

Хороскоп за Козирог

Козирог
Днес са възможни изненади, някои от тях и приятни. Семейството ще ви занимава със своите проблеми и това допълнително ще внася напрежение в ежедневието ви. Нещата не са непоправими. Гледайте по-спокойно на случващото се. Желана среща ще ви помогне да се отпуснете и насочите мислите си в по-приятна посока.
20.09.2019

Хороскоп за Водолей

Водолей
Проявете доброто в себе си и ще ви бъде по-лесно да общувате, работите и да се реализирате. Денят ще ви предложи добри възможности за изява на творческите ви търсения, късметът ще бъде с вас, стига да сте активни и да не проявявате не на място капризите си. Започната задача ще ви създаде повече грижи, но има защо.
20.09.2019

Хороскоп за Риби

Риби
Инвестирайте свободните си средства в недвижими имоти. Вероятно днес някои от вас ще попаднат на изключително изгодна оферта. Ако нямате достатъчно пари за това денят ще ви зарадва с неочаквани финансови постъпления.
20.09.2019
Последни новини