Home » Știință » O nouă tehnologie cuantică ar putea schimba modul în care studiem Universul

O nouă tehnologie cuantică ar putea schimba modul în care studiem Universul

O nouă tehnologie cuantică ar putea schimba modul în care studiem Universul
Credit foto: Shutterstock
Publicat: 31.05.2022

În ultimii zece ani, studiul exoplanetelor a avansat considerabil, astronomia undelor gravitaționale a apărut ca un nou domeniu și au fost surprinse primele imagini ale găurilor negre supermasive (SMBH).

Un domeniu înrudit, interferometria, a avansat, de asemenea, incredibil datorită instrumentelor extrem de sensibile și a capacității de a partaja și de a combina date de la observatoare din întreaga lume. În special, știința interferometriei cu linie de bază foarte lungă (VLBI) deschide domenii complet noi.

Potrivit unui studiu recent realizat de cercetători din Australia și Singapore, o nouă tehnică cuantică ar putea îmbunătăți VLBI optic. Aceasta este cunoscută sub numele de Stimulated Raman Adiabatic Passage (STIRAP), care permite transferul de informații cuantice fără pierderi.

Atunci când este imprimată într-un cod cuantic de corecție a erorilor, această tehnică ar putea permite observații VLBI în lungimi de undă inaccesibile până acum. Odată integrată în instrumentele de ultimă generație, această tehnică ar putea permite realizarea unor studii detaliate ale găurilor negre, exoplanetelor, Sistemului Solar și suprafețelor stelelor îndepărtate.

Studii detaliate ale găurilor negre și exoplanetelor din Univers

Lucrarea a fost condusă de Zixin Huang, cercetător postdoctoral în cadrul Centrului pentru sisteme cuantice inginerești (EQuS) de la Universitatea Macquarie din Sydney, Australia.

În termeni simpli, tehnica interferometriei constă în combinarea luminii de la diferite telescoape pentru a crea imagini ale unui obiect care, altfel, ar fi prea greu de rezolvat.

Interferometria cu linie de bază foarte lungă se referă la o tehnică specifică utilizată în radioastronomie, în care semnalele provenite de la o sursă radio astronomică (găuri negre, quasari, pulsari, nebuloase cu formare de stele etc.) sunt combinate pentru a crea imagini detaliate ale structurii și activității acestora.

În ultimii ani, VLBI a produs cele mai detaliate imagini ale stelelor care orbitează în jurul lui Sagitarrius A* (Sgr A*), din centrul galaxiei noastre.

Dar, după cum au indicat în studiul lor, interferometria clasică este încă împiedicată de mai multe limitări fizice, inclusiv pierderea de informații, zgomotul și faptul că lumina obținută este în general de natură cuantică (unde fotonii sunt încurcați). Prin abordarea acestor limitări, VLBI ar putea fi utilizată pentru studii astronomice mult mai fine, scrie ScienceAlert.

Cele mai clare imagini ale stelelor care orbitează în jurul lui Sagitarrius A*

Cheia pentru a depăși aceste limitări, spune Dr. Huang și colegii săi, este de a utiliza tehnici de comunicare cuantică precum Stimulated Raman Adiabatic Passage. STIRAP constă în utilizarea a două impulsuri de lumină coerentă pentru a transfera informații optice între două stări cuantice aplicabile.

Atunci când va fi aplicată la VLBI, a spus Huang, aceasta va permite transferuri eficiente și selective de populație între stările cuantice fără a suferi de problemele obișnuite de zgomot sau pierderi.

După cum descriu în lucrarea lor, procesul pe care îl preconizează ar implica cuplarea luminii stelare în stări atomice „întunecate” care nu radiază.

Următorul pas, a spus Huang, este cuplarea luminii cu corecția cuantică a erorilor (QEC), o tehnică utilizată în informatica cuantică pentru a proteja informațiile cuantice de erori cauzate de „zgomotele cuantice”.

Cele mai inaccesibile și mai greu de observat obiecte din Univers

În viitorul apropiat, Telescopul spațial James Webb (JWST) va utiliza suita sa avansată de instrumente de imagistică în infraroșu pentru a caracteriza atmosferele exoplanetelor ca niciodată până acum. Același lucru este valabil și pentru observatoarele terestre precum Extremely Large Telescope (ELT), Giant Magellan Telescope (GMT) și Thirty Meter Telescope (TMT).

Datorită oglinzilor primare de mari dimensiuni, opticii adaptive, coronografiilor și spectrometrelor, aceste observatoare vor permite realizarea de studii imagistice directe ale exoplanetelor, oferind informații valoroase despre suprafețele și atmosferele acestora.

Profitând de noile tehnici cuantice și integrându-le cu VLBI, observatoarele vor avea o altă modalitate de a capta imagini ale unora dintre cele mai inaccesibile și mai greu de observat obiecte din Universul nostru. Secretele pe care acest lucru le-ar putea dezvălui vor fi cu siguranță revoluționare.

Vă recomandăm să mai citiți și:

Rata de expansiune a Universului, un mister pentru astronomi, dar nu și pentru Telescopul Spațial Hubble

O „lume în oglindă” a particulelor din Univers ar putea explica o descoperire cosmologică enigmatică

Un semnal misterios dintr-un sistem stelar locuibil, dovada că nu suntem singuri în Univers?

Galaxia, transformată în „telescop cosmic” pentru a studia inima Universului tânăr

Mihaela Horchidan
Mihaela Horchidan
Mihaela și-a finalizat studiile la Facultatea de Jurnalism și Științele Comunicării din cadrul Universității din București, având experiență în presa online și radio. Curiozitatea, dorința de a afla cât mai multe și pasiunea pentru istorie, ştiinţă şi natură au condus-o către Descopera.ro citește mai mult
Urmărește DESCOPERĂ.ro pe
Google News și Google Showcase
Cele mai noi articole
Elefanții folosesc numeroase gesturi pentru a comunica. Ce încearcă să „spună”?
Elefanții folosesc numeroase gesturi pentru a comunica. Ce încearcă să „spună”?
Profetul modernității. Ibn Khaldun: părintele sociologiei și geniul gândirii și economiei medievale
Profetul modernității. Ibn Khaldun: părintele sociologiei și geniul gândirii și economiei medievale
Telescopul Webb a dezvăluit o structură rară formată din ciocnirea a două galaxii neobișnuite
Telescopul Webb a dezvăluit o structură rară formată din ciocnirea a două galaxii neobișnuite
Un burete 3D imprimat transformă apa sărată în apă potabilă doar cu ajutorul soarelui
Un burete 3D imprimat transformă apa sărată în apă potabilă doar cu ajutorul soarelui
Inteligența artificială ar putea pilota o navă spațială mai bine decât credeam, sugerează noi teste
Inteligența artificială ar putea pilota o navă spațială mai bine decât credeam, sugerează noi teste
Vacanță în străinătate? Cum să-ți gestionezi banii inteligent și să eviți taxele inutile
Vacanță în străinătate? Cum să-ți gestionezi banii inteligent și să eviți taxele inutile
Test de cultură generală. Ce este călcâiul lui Ahile?
Test de cultură generală. Ce este călcâiul lui Ahile?
(P) 3 dispozitive medicale utile în îngrijirea pacienților la domiciliu
(P) 3 dispozitive medicale utile în îngrijirea pacienților la domiciliu
(P) De ce să alegi un fotoliu extensibil pentru camera copilului?
(P) De ce să alegi un fotoliu extensibil pentru camera copilului?
Cazurile de cancer în rândul celor de sub 50 de ani, problemă tot mai îngrijorătoare
Cazurile de cancer în rândul celor de sub 50 de ani, problemă tot mai îngrijorătoare
Festivalul cireșelor din Michigan se confruntă cu o criză agricolă: Fermierii se luptă cu schimbările climatice și lipsa forței de muncă
Festivalul cireșelor din Michigan se confruntă cu o criză agricolă: Fermierii se luptă cu schimbările climatice și ...
De ce se prăbușește producția de vodcă în Rusia?
De ce se prăbușește producția de vodcă în Rusia?
Cel puțin două persoane au murit într-o serie de cutremure în Guatemala
Cel puțin două persoane au murit într-o serie de cutremure în Guatemala
Ziua în care Orientul şi Occidentul s-au despărţit pentru totdeauna din punct de vedere religios
Ziua în care Orientul şi Occidentul s-au despărţit pentru totdeauna din punct de vedere religios
Pedeapsa incredibilă pe care au primit-o membrii unui cartel din Mexic
Pedeapsa incredibilă pe care au primit-o membrii unui cartel din Mexic
Un bărbat prins într-un ghețar a fost salvat de cățelul său de companie
Un bărbat prins într-un ghețar a fost salvat de cățelul său de companie
Un serial coreean a crescut turismul pentru un doc din Elveția
Un serial coreean a crescut turismul pentru un doc din Elveția
O criză majoră de materii prime ar putea afecta industria cipurilor
O criză majoră de materii prime ar putea afecta industria cipurilor