Открытие квантовой запутанности может привести к прорыву в измерении сверхбыстрых событий

В знаменательной статье 1935 года Альберт Эйнштейн, Борис Подольский и Натан Розен опубликовали то, что стало первым взглядом на один из поистине причудливых аспектов квантового мира: то, что физики теперь называют квант клубок, Явление, которое, кажется, предполагает, что в нашей более широкой картине реальности отсутствуют части.

Основная проблема связана с наблюдением, что квантовое состояние любой частицы в группе, которая взаимодействует друг с другом, не может быть описано независимо от состояния других частиц. Возможно, самым интригующим было то, что таинственная запутанная природа этих взаимодействий, казалось, сохранялась даже тогда, когда частицы были разделены на большие расстояния — явление, которое Эйнштейн назвал «призрачным действием на расстоянии».

«Итак, человек ведет к заключению», — считают физики. писал в то время«Описание реальности, данное волновой функцией, не является полным».

Запутанность является важным компонентом Квантовая механика Этого нет в классической механике. Хотя это остается загадкой, исследования, связанные с ним, иногда приводили к уникальному пониманию природы квантового мира.

Недавно это произошло с группой исследователей из Университета Пердью, которые заявили, что им удалось создать новый источник света, генерируемый запутанными изображениями, который может помочь измерять сверхбыстрые события. Метод, разработанный исследователями, основан на генерации запутанных фотонов на длинах волн без естественного источника, которые попадают в крайнюю ультрафиолетовую часть спектра.

В своей статье, недавно опубликованной в исследование физического обзора, Команда предложила генерировать пары запутанных квантовых фотонов в экстремальном ультрафиолетовом режиме при аттосекундных измерениях, то есть 1 × 10–18 секунды.

По словам соавтора исследования доктора Ниранджана Шиварама, адъюнкт-профессора физики и астрономии Института квантовой науки и техники Пердью, запутанные фотоны, которые изучала команда, «гарантированно достигают определенного места в течение очень короткого периода аттосекунд». пока они проходят одинаковое расстояние».

По словам Шиварама, наблюдаемые корреляции задержки с новым производством этих световых частиц позволяют им измерять сверхбыстрые события.

«Важное приложение для измерения аттосекунд», Шиварам. Он сказал в заявлениичто позволяет исследователям «расширить границы измерения кратчайших явлений временной шкалы».

Шиварам добавляет: «Этот источник запутанных фотонов можно также использовать в количественной визуализации и спектроскопии, где было показано, что запутанные фотоны улучшают способность получать информацию, но теперь в XUV и даже в рентгеновском диапазоне длин волн».

Авторы исследования отмечают, что понимание электронов и их роли в поведении атомов является ключевым с точки зрения понимания времени таких событий. Электроны движутся во временных масштабах, которые составляют аттосекунды, как с фотонами при их изучении, и фемтосекунды (одна квадриллионная секунды). Чтобы понять электроны, физики должны уметь измерять их движение в такие удивительно короткие промежутки времени.

В конечном счете, исследовательская группа Purdue Shivaram имеет широкий спектр применений, включая разработку методов управления электронами для организации химических реакций, а также производство новых уникальных материалов и даже новых инновационных нанотехнологий.

«Возможностей для открытий много», — сказал Шиварам, добавив, что такие исследования могут сыграть роль в изучении зептосекундных явлений — событий в масштабе времени всего одна миллисекунда — которые в настоящее время невозможно исследовать из-за отсутствия лазеров, способных производить пульсирует такими маленькими непостижимыми интервалами.

«Наш уникальный подход к использованию запутанных фотонов вместо фотонов в лазерных импульсах может позволить нам достичь зептосекундной системы», — говорит Шиварам, отмечая, что для этого потребуются разработки, возможно, в течение следующих пяти лет, которые могли бы позволить таким измерениям, наконец, стать реальность.

Статья группы «Атосекундные запутанные фотоны в результате двухфотонного распада нестабильных атомов: источник для аттосекундных экспериментов и не только», подготовленная Именгом Ваном, Седаном Панди, Крисом Х. Грином и Ниранджаном Шиварамом, была опубликована в Исследование физического обзора И Его можно читать онлайн.

Мика Хэнкс — главный редактор и соучредитель The Debrief. Продолжить свою работу в micahhanks.com И в Твиттере: Встроить твит.