Fizycy przeprowadzili pierwszy bezbłędny test Bella

Na holenderskim Uniwersytecie Technicznym w Delft przeprowadzono eksperyment określany jako przełomowy, który może ostatecznie wykazać że Albert Einstein jednak mylił się w kwestii splątania kwantowego. Genialny fizyk określał to zjawisko jako "upiorne działanie na odległość" i zaproponował teorię zmiennych ukrytych, która stwierdza, że pewnych przyczyn powstawania zjawisk fizycznych po prostu nie da się opisać przy pomocy mechaniki kwantowej. Fizycy uważają jednak, że Einstein mógłby zmienić zdanie, gdyby dożył dzisiejszych czasów.

Według mechaniki kwantowej, cząsteczki mogą być ze sobą powiązane bez względu na to, jak daleko znajdują się od siebie. Gdy jedna z nich zmieni np. swój stan, wszystkie splątane z nią cząstki natychmiast reagują i ich stan również się zmienia. Splątanie kwantowe to bardzo zagadkowe zjawisko, więc nie powinno dziwić, że zostało ono określone jako "upiorne". Jest ono po prostu niezrozumiałe.
 
W latach 60. irlandzki fizyk John Bell zaproponował test, który pozwoliłby rozróżnić to, o czym mówił Einstein (czyli ukryte zmienne) od interpretacji mechaniki kwantowej. Bell obliczył, że ukryte zmienne mogą wyjaśnić korelacje, ale tylko do pewnego limitu. Gdy zostanie on przekroczony, teoria Einsteina musiałaby być błędna.

Reklama

Pierwszy eksperyment Bella został przeprowadzony w 1981 roku przez zespół Alaina Aspecta z Instytutu Optyki w Palaiseau we Francji, a później realizowano kolejne. Każdy z nich przekonywał naukowców do splątania kwantowego, ale jednocześnie każdy test zawierał pewne luki, których nie można było tak po prostu zignorować. Wspomniany zespół uczonych wykorzystał w swoim doświadczeniu splątane fotony, które jednak prowadziły do tzw. błędu detekcji - polegał on na tym, że części fotonów (czasem nawet 80 proc. z nich) nie udało się wykryć. Osiągnięte w ten sposób rezultaty przypisywano całemu zestawowi fotonów.
 
Fizycy w swoich badaniach korzystali również z atomów, które były łatwiejsze w wykrywaniu. Co prawda pozwoliło to uniknąć błędu detekcji, ale oddzielenie od siebie odległych atomów bez niszczenia ich splątania okazało się bardzo trudne, co prowadziło do tzw. błędu komunikacji - gdy splątane atomy były zbyt blisko siebie, dokonywane pomiary na jednym z nich mogły mieć wpływ na inne atomy bez przekraczania prędkości światła.

Najnowszy eksperyment został przeprowadzony na Uniwersytecie Technicznym w Delft i jak twierdzi Ronald Hanson, on i jego zespół poradzili sobie z błędem detekcji oraz komunikacji. Jest to zatem pierwszy bezbłędnie przeprowadzony eksperyment Bella. W tym doświadczeniu zastosowano specjalną technikę zamiany splątania, która pozwoliła użyć zarówno cząsteczek światła jak i materii.
 
W dwóch osobnych laboratoriach na terenie placówki, które znajdują się w odległości 1,3 kilometra, umieszczono kryształy diamentu a w nich elektrony. Każdy z elektronów został indywidualnie splątany z fotonem, a następnie fotony te przesłano do innej wspólnej lokalizacji, gdzie doszło do ich splątania. W ten sposób udało się również powiązać elektrony. W ciągu 9 dni zespół naukowców zdołał stworzyć 245 par splątanych ze sobą elektronów - pozwoliło to przekroczyć wspomniany wcześniej limit Bella, co sugeruje, że teoria ukrytych zmiennych Einsteina jest błędna. Przeprowadzenie eksperymentu w dwóch laboratoriach z udziałem elektronów przy zachowaniu tak dużej odległości pozwoliło uniknąć błędów detekcji i komunikacji.
 
Doświadczenie to zostało przyjęte bardzo pozytywnie przez wielu naukowców. Matthew Leifer, fizyk kwantowy z kanadyjskiego Perimeter Institute uważa, że autorzy tego badania oraz poprzednich eksperymentów mogą za swoją pracę otrzymać nawet nagrodę Nobla. Praca Ronalda Hansona i jego zespołu jest obecnie poddawana ocenie. Leifer powiedział również, że bezbłędnie wykonany test Bella ma ogromne znaczenie dla kwantowej kryptografii, która uniemożliwi przyszłym hakerom podsłuchiwanie komunikacji w sieci.

Dowiedz się więcej na temat: Albert Einstein | test Bella | mechanika kwantowa

Reklama

Reklama

Reklama

Strona główna INTERIA.PL

Polecamy

Rekomendacje