Rekordowe kwantowe splątanie atomów
Naukowcom udało się osiągnąć stan splątania kwantowego w gorącym i chaotycznym układzie 15 bilionów atomów. To 100 razy więcej niż poprzedni rekord. Co można przynieść takie odkrycie?
Splątanie kwantowe jest unikalnym zjawiskiem kwantowym, które nie ma odpowiednika w fizyce klasycznej. Splątanie występuje, gdy mamy cząstki występujące w parach lub grupach, dzielących tę samą przestrzeń w sposób, który oznacza, że nie możemy ich rozróżnić i musimy je przyjąć jako pojedynczy stan kwantowy. Nawet jeżeli cząstki są daleko od siebie, trzeba je rozpatrywać jako całość, a nie osobne elementy. Co ciekawe, manipulacje przy jednej z cząstek wpływają na drugą. Nawet gdyby znajdowały się one na dwóch różnych krańcach Wszechświata.
Posiadanie nowego splątania kwantowego może być wykorzystane do wykrycia niezwykle słabych sygnałów magnetycznych w mózgu, poprawiając diagnostykę medyczną. Wyniki badań opublikowano w "Nature Communication".
Splątanie kwantowe jest stanem kruchym - bada się je w niskich temperaturach, bliskich zera absolutnego. Tym razem naukowcy skupili się na odparowanym rubidzie podgrzanym do temperatury 177oC. W takim stanie atomy nie były odizolowane, ale odbijały się od siebie. Mimo chaosu panującego w systemie, naukowcy znaleźli ogromną liczbę splątanych atomów. Prawie 1/3 atomów w gazie była splątana. To aż 15 bilionów atomów.
Nie to jednak było najbardziej zaskakujące. Splątanie kwantowe zostało zerwane w ułamku sekundy, ale potem powstały nowe stany splątania.
- Jeżeli zatrzymamy pomiary, splątanie kantowe utrzyma się przez ok. 1 ms, co oznacza, że 1000 razy na sekundę zostaje splątana nowa partia 15 bilionów atomów. 1 milisekunda to bardzo długi czas dla atomów, wystarczająco długi, aby doszło do 50 przypadkowych kolizji - powiedział Jia Kong z ICFO w Barcelonie, główny autor badań.
Atomy mogą działać jak małe magnesy, a splątanie zwiększa ich zdolności "wyczuwania". Kwantowy system splątany może być wykorzystany do wykrywania słabych pól magnetycznych, takich jak te wytwarzane w mózgu. Może to być wykorzystane w przyszłych urządzeniach diagnostycznych o zwiększonej czułości czy operacjach neurochirurgicznych.
