Új korszak a tudományban, a kvantumelmélet bizonyítása mindent megváltoztathat
A tudomány világában újabb mérföldkőhöz érkeztünk: a kvantum-összefonódás most először figyelhető meg az atomok fizikai mozgásában. Ez a felfedezés jelentős lépést jelent a kvantummechanika és a gravitáció közötti kapcsolat megértésében.
A kutatók a Nature Communications folyóiratban publikálták felfedezésüket, amely szerint ultrahideg héliumatomok impulzusa kvantummechanikai összefonódást mutat. Ez az eredmény azért különleges, mert eddig csak fotonok és atomok belső spinállapotai esetében volt kimutatható az összefonódás. Most azonban az atomok tömege is szerepet játszik, ami a gravitációval való interakció szempontjából kulcsfontosságú.
Az atomok mozgása során fellépő kvantum-összefonódás megfigyelése érdekében a kutatók héliumot használtak, amely hosszú élettartamú gerjesztett állapotban tartható. Ez a tulajdonság lehetővé teszi, hogy az atomok egyedileg regisztrálhatóak legyenek a detektorban, ami segíti a háromdimenziós impulzus rekonstrukcióját.
A kísérletek során a kutatók abszolút nulla közeli hőmérsékletre lehűtött héliumfelhővel dolgoztak. Ilyen körülmények között az atomok majdnem teljesen megállnak, és egy kollektív objektummá, Bose-Einstein-kondenzátummá alakulnak össze. Ezt követően lézerimpulzusokkal különböző irányokba terelték őket, hogy megfigyeljék a mozgás közbeni összefonódást.
Amint a mozgó felhők áthaladtak a helyben maradó felhőn, az atomok párokban ütköztek és ellentétes irányokba szóródtak szét, korrelált párokból álló gömb alakú héjakat képezve.
A kísérlet során megfigyelt jelenséget a fizikusok "szóródási glóriának" nevezik. A kísérletek alacsony sűrűsége miatt csak egyetlen pár szóródik szét egyszerre, így az összefonódott állapot a szuperpozíció elvén alapszik: "Vagy van egy pár az egyik pozícióban, vagy egy pár a másikban."
Az összefonódás bizonyítására a kutatók a Rarity-Tapster interferométert alkalmazták, amelyet korábban csak fotonokkal használtak. Az új alkalmazás most anyaghullámokkal is lehetővé teszi az interferenciát, ami azt mutatja, hogy az atomok valóban szuperpozícióban vannak.
A kísérletek során összegyűjtött adatok több mint egy hónap alatt készültek el, ami lehetővé tette a kvantummechanikai teóriák gyakorlati igazolását. Ezek az eredmények alátámasztják a kvantumfizika tankönyvi elméleteit.
A kvantum-összefonódás új távlatokat nyit
Az új kísérletek nemcsak a tudományos világban jelentenek szenzációt, hanem a gyakorlati alkalmazások terén is új lehetőségeket kínálnak. A kvantumszámítógépek fejlődése például jelentősen befolyásolhatja az online biztonságot, megkérdőjelezve a jelenlegi titkosítási rendszerek hatékonyságát. Szakértők szerint 2029-re ezek a technológiák teljesen átformálhatják az adatvédelem világát.
