Natuurkundigen Verstrengelde Fotonen in het Lab Met de Fotonen Van de Zon

The sun (left) and quantum dots (right). De zon (links) en quantum dots (naar rechts).Foto: NASA/SDO (AIA)/Universiteit van Rochester / J. Adam Fenster

In een klassiek experiment, wetenschappers stellen kwantumverstrengeling tussen zonlicht en het gegenereerde licht hier op Aarde.

De onderzoekers in China, de Verenigde Staten, Duitsland, het Verenigd Koninkrijk en vroeg zich af of twee lichtdeeltjes, fotonen genoemd, kon de spooky interactions beheerst door de regels van de kwantummechanica, zelfs niet als ze afkomstig zijn van enorm verre bronnen. Het experiment was vooral nieuwsgierigheid-gedreven, maar het toont aan dat in de toekomst de onderzoekers zou het kunnen gebruik maken van de Zon als bron van licht voor de quantum mechanica-gerelateerde doeleinden.

Zo ver als fundamentele wetenschap gaat, “het is gewoon cool,” studie auteur Chao-Yang Lu van de Universiteit van Wetenschap en Technologie van China vertelde Gizmodo in een e-mail. “Het maakt veel onderzoekers [zeggen] ‘wow’.”

Kwantummechanica is de toolkit die wetenschappers gebruiken om juist de kleinste deeltjes, zoals elektronen en fotonen. Het zegt dat deeltjes’ eigenschappen, zoals hun energie, kan alleen de unieke waarden in een lijst. Als je niet naar de deeltjes, ze kunnen op een superpositie van deze waarden, wat betekent dat meerdere waarden tegelijk, maar ze ploffen in slechts één van deze waarden op de meting. Meerdere deeltjes kunnen verstrikken, wat betekent dat wanneer u het meten van de deeltjes, de waarden zijn meer gecorreleerd zijn dan ze zouden zijn door toeval. Ze kunnen ook storing veroorzaken, wat betekent dat de quantum mechanica’ wiskunde maakt van bepaalde combinaties van waarden meer kans dan anderen.

Het experiment de onderzoekers is een bedacht 30 jaar geleden te tonen quantum-effecten tussen fotonen op Aarde, gebaseerd op de Hong–Ou–Mandel-effect. In dat experiment, fotonen voer een beam splitter van twee kanten. De beam splitter zal leiden tot een foton te kaatsen of door te laten. Met twee stralen het invoeren van de beam splitter van beide kanten, de mogelijke resultaten zijn zowel fotonen stuiteren en komt uit op dezelfde kant ze ingevoerd; beide fotonen passeren en komt uit op de tegenovergestelde kant van waar ze ingevoerd; of een foton weerkaatst en de andere passeren, in welk geval de beide fotonen worden aan dezelfde kant.

Maar, volgens de regels van de kwantummechanica, is er geen manier om onderscheid te maken tussen identieke fotonen. Dus, als identieke fotonen voer aan beide kanten, dan de wiskunde beschrijft dit experiment hiermee annuleert u buiten de gevallen waarin de fotonen op tegenoverliggende zijden, en de onderzoekers meten de balken afkomstig van dezelfde zijde van de splitter met de meeste van de tijd.

De onderzoekers deden dit hetzelfde experiment’ waar een bron van fotonen was zonlicht verzameld met een telescoop en gevoed in een vezel optische die kabel en door middel van filters, en de andere was een quantum dot, in wezen een kunstmatig atoom ontworpen voor het uitzenden van fotonen met identieke eigenschappen. De test heeft aangetoond dat de Zon en de quantum dot fotonen meestal kwam aan dezelfde kant van de beam splitter. De onderzoekers verder liep een test (vergelijkbaar met het hier beschreven) om te bevestigen dat de deeltjes eigenschappen aangetoond dat de correlaties indicatie van verstrikking, volgens de papieren gepland om te worden gepubliceerd in Physical Review Letters.

Uiteindelijk, het is belangrijk voor onderzoekers om te weten dat de fotonen van verschillende bronnen kunnen verstrikken, en dat voor verschillende quantum technologie en-toepassingen, en de Zon is een heel andere dan die van een foton bron in een lab. Maar vooral, dit is een nette experiment dat hamers de thuisbasis van het feit dat volgens de wetten van de fysica, twee deeltjes met precies dezelfde eigenschappen niet te onderscheiden zijn, ongeacht hun herkomst—zelfs als hun bronnen zijn 93 miljoen mijl van elkaar verwijderd.

Deel Dit Verhaal


Date:

by