Record în fizică. 15 trilioane de atomi prinși în fenomenul de inseparabilitate cuantică

Acest record deschide posibilitatea unor instrumente mai sensibile la valurile gravitaționale sau chiar materia întunecată.

Inseparabilitatea cuantică este un fenomen descris de către Albert Einstein ca fiind „interacțiune stranie la distanță” și presupune că stările cuantice ale mai multor particule sau obiecte. În ultimii ani, acest fenomen a fost studiat în detaliu și folosit pentru dezvoltarea unor noi tehnologii.

Institutul pentru Științe Fotonice (ICFO) din Barcelona a anunțat că a stabilit un record pornind de la acest fenomen, mai exact, cercetătorii au reușit să inducă această stare inseparabilitate cuantică în 15 trilioane de atomi, notează Live Science.

Un fenomen extrem de instabil

Oamenii de știință familiari cu domeniul mecanicii cuantice explică faptul că inseparabilitatea se dovedește a fi un extrem de greu de întreținut și asta din cauza interferențelor exterioare sau modificările interioare ale vibrației particulelor. Pentru a putea depăși aceste probleme, în general, experimentele se concentrează pe scăderea temperaturilor cât mai mult posibil. Astfel atomii au șanse mai mici de a interacționa între ei și de a rupe legăturile cuantice.

Cercetătorii au adoptat o perspectivă opusă și au dus atomii la temperaturi mult mai mari față de cele folosite în experimentele din fizica cuantică obișnuită. Ei au ales această „tactică” pentru a vedea dacă inseparabilitatea cuantică poate persista într-un mediu haotic și fierbinte.

„Inseparabilitatea este una dintre cele mai remarcabile tehnologii cuantice, dar este incredibil de fragilă”, explică Jia Kong, o cercetătoare care colaborează cu ICFO. Aceasta mai adaugă: „Majoritatea tehnologiei cuantice înrudite trebuie aplicate într-un mediu cu temperaturi scăzute, cum ar fi un sistem atomic la rece. Aceasta limitează aplicarea stărilor de legătură. Dacă este legătura poate supraviețui într-un mediu cald și dezordonat este o întrebare interesantă”, mai adaugă aceasta.

Inseparabilitate cuantică obținută la temperatura de coacere a prăjiturilor

În cadrul experimentului, oamenii de știință au încălzit un tub în care se aflau atomi de rubidiu și de azot până la temperatura de 177 grade Celsius. La această temperatură atomii intră într-o stare de haos, ciocnindu-se de alți atomi. Interacțiunile dintre particule au permis oamenilor de știință să măsoare o serie de caracteristici ale acestora, printre acestea numărându-se și starea cuantică în care aceștia se află.

„Măsurarea folosită se bazează pe interacțiunea lumină-atom”, explică dr. Kong.

„În condițiile corespunzătoare, interacțiunea va produce o corelație între lumină și atomi, iar atunci dacă facem o detectare corectă, corelația va fi transferată în atomi, creând astfel o inseparabilitate cuantică între atomi. Lucrul surprinzător este că aceste ciocniri aleatorii nu au distrus legăturile”, mai adaugă aceasta.

Aplicații viitoare

Pe lângă reușita de a pune 15 trilioane de atomi în starea de inseparabilitate cuantică, cercetătorii explică faptul că acest experiment deschide ușa unor viitoare inovații. Mai exact, cercetătorii sunt de părere că astfel vor putea fi create metode mai eficiente de imagistică medicală, dar și de posibile instrumente mai bune dedicate identificării materiei întunecate.

Studiul a fost publicat în Nature Communications.

Citește și:

A fost surprinsă prima fotografie a fenomenului de inseparabilitate cuantică

Reuşită colosală pentru crearea internetului cuantic, după depăşirea unui impediment crucial

Universul nostru ar putea fi o ”hologramă” cauzată de interacţiunile cuantice

Un ”metal ciudat” ar putea să fie cheia unor noi tehnologii cuantice