Заснеха това, което Айнщайн нарича „призрачно действие от разстояние“

За първи път физици са успели да направят снимка на силна форма на квантово вплитане, наречена „вплитане на Бел“, която представя визуални доказателства за неуловимото явление, което някога смаяният Алберт Айнщайн нарича „призрачно действие от разстояние“.

Две частици, които взаимодействат помежду си - например два фотона, преминаващи през разделител на лъчи, например - могат понякога да останат свързани, като мигновено споделят своите физически състояния, без значение колко е голямо разстоянието помежду им. Тази връзка е известна като квантово вплитане и е в основата на квантовата механика.

Айнщайн е смятал, че квантовата механика е „призрачна“ поради мигновеността на видимо дистанционното взаимодействие между две вплетени частици, което изглежда несъвместимо с елементите на неговата Специална теория на относителността.

По-късно Джон Бел представя тази концепция за нелокално взаимодействие, описваща силна форма на вплитане, проявяваща тази призрачност във формули. Днес макар вплитането на Бел вече да има практически приложения като квантовите компютри и криптографията, то никога не е било заснемано.

 

В статия, публикувана в списание Science Advances, екип физици от Университета в Глазгоу описват как са направили в изображение за пръв път видима "призрачността" на Айнщайн.

Неравенствата на Бел

През 60-те години известният британски физик Джон Бел доказа, че нито една теория, основана на локалност и реализъм не може да възпроизведе всички предсказания на квантовата механика.

Освен това, той въвежда специално неравенство (наречено на негово име), което позволява да се провери, доколко добре реалността се описва от класическата теория с непременна локалност и реализъм. Квантовата механика, напротив, би трябвало да нарушава неравенството, така че проверката на неравенството на Бел ще определи дали Айнщайн е прав, че има някакви скрити променливи, с чиято помощ да се прогнозират резултатите и че квантовата физика да може да се определи статистически.

Свръхчувствителна камера улавя момента, в който двете частици се изместват по един и същи начин, въпреки че са разделени, като по този начин ясно се потвърждава съществуването на квантово вплитане и нарушаването на неравенството на Бел. По-точно, снимката се състои от няколко изображения на фотони, които изпитват серия от фазови преходи.

Изображения, записали нарушението на неравенството на Бел в четири снимки. (А) Представени са четирите изображения с брой на съвпаденията, които съответстват на изображенията на фазовия кръг, получен от четирите фазови филтъра с различна ориентация, θ2 = {0 °, 45 °, 90 °, 135 °}, необходими за извършване на проверката на Бел. Мащаб: 1 mm (в равнината на обекта). От (В) до (Е) - представени са графики на съвпадението като функция от ъгъла на ориентация θ1 на фазова стъпка по протежение на обекта. Както е показано, тези резултати се получават чрез разгъване на ROI (ring-like region of interest - пръстенообразна област на интерес), представени като червени пръстени и са извлечени от изображенията, представени в (A). Сините точки в графиките са броят на съвпаденията за ъглова област в рамките на ROI, а червените криви съответстват на най-добрите подходи на експерименталните данни чрез косинусова квадратна функция. (В) до (Е) съответстват на ориентациите на фазовия филтър θ2 от 0 °, 45 °, 90 ° и 135 °, съответно. Кредит: Science Advances (2019). DOI: 10.1126/sciadv.aaw2563

 

Учените разработват система, която изстрелва поток от вплетени фотони от квантов източник на светлина към „неконвенционални обекти“. Така фотоните се изобразяват върху течни кристали, които променят фазата на фотоните, докато преминават през тях.

Изследователите създават свръхчувствителна камера, способна да открие единични фотони, която заснема изображение само когато е регистрирала един фотон и неговия вплетен „близнак“, създавайки видим запис на вплитането на фотоните.

Схема на експеримента за извършване на проверка на неравенството на Бел в изображение. Като източник на вплетени фотонни двойки се използва ултравиолетов лазер с кристал на бариев борат (BBO crystal). Двата фотона са разделени от разделител на лъчи (BS). Свръхчувствителната камера, задействана от SPAD, се използва за произвеждане на призрачни изображения на фазов обект, поставен на пътя на първия фотон и нелокално филтриран от четири различни пространствени филтъра, които могат да бъдат показани на SLM (SLM 2), поставени в другото рамо. Като се задейства от SPAD, камерата получава случайни изображения, които могат да се използват за извършване на проверка на неравенството на Бел. Кредит: Science Advances (2019). DOI: 10.1126/sciadv.aaw2563

„Образът, който успяхме да заснемем, е елегантна демонстрация на  едно фундаментално свойство на природата, което се вижда за пръв път под формата на изображение", заяви водещият автор д-р Пол-Антоан Моро (Paul-Antoine Moreau) от Факултета по физика и астрономия към Университета в Глазгоу.

"Това е вълнуващ резултат, който може да бъде използван за напредъка на нововъзникващата област на квантовите изчисления и да доведе до нови видове изображения."

 

Справка: Paul-Antoine Moreau et al. Imaging Bell-type nonlocal behavior, Science Advances (2019). DOI: 10.1126/sciadv.aaw2563

Източник: Scientists unveil the first-ever image of quantum entanglement, University of Glasgow

Източник: nauka.offnews

Facebook коментари

Коментари в сайта (1)

  • 1
    Ка
    Каруцаря
    2 -2
    15:05, 17 юли 2019
    Никой не коментира !? Къде сте бе пумачета ?

Хороскоп за 11.07.2020

Хороскоп за Овен

Овен
Днес ще се погрижите за собственото си спокойствие, осигурявайки си повече тишина и време за размисъл. Има върху какво да мислите, работата, семейството, приятелите и многото си несвършени задачи. Някой, който отдавна ви привлича ще скъси разстоянието по между ви. С общи действия отношенията ви ще се развият в желаната от вас посока.
11 юли 2020

Хороскоп за Телец

Телец
Осъществявате значителен напредък днес благодарение на неуморните си действия в избраната от вас посока. Радвате се на одобрението на всички около себе си, което допълнително ви стимулира да действате в същия дух. Постарайте се да не пренебрегвате личните си ангажименти за сметка на професионалните и по-специално времето, което отделяте за любимия човек.
11 юли 2020

Хороскоп за Близнаци

Близнаци
Силните ви прояви днес ще предизвикат промени около вас. Най-изразени ще бъдат в личен пран. Водени от разбирането си за нещата, ще сложите край на онези, които ви пречат да се чувствате истински и ще вземете решения, променящи в известна степен обичайните ви занимания. Бъдете толерантни и ще ви бъде по-лесно в отношенията с околните.
11 юли 2020

Хороскоп за Рак

Рак
Избягвайте споровете, дори и да считате, че сте прави. Спокойствието днес ви е по-важно, отколкото изява на красноречието и интелекта ви. Носете багажа си тихо и се съсредоточете към собствените си търсения и потребности. Скоро ще получите дарове, за които трябва да сте подготвени.
11 юли 2020

Хороскоп за Лъв

Лъв
Прекарвате по-голяма част от времето си в дребни задачи по дома. Това са все неща, които от отдавна отлагате да свършите. Крайно време е да довършите онова, което сте започнали. Ако не днес, то утре със сигурност ще имате възможност. Добре е да помислите и за бъдещо начинание, което планирате.
11 юли 2020

Хороскоп за Дева

Дева
С удоволствие ще се заемете с нещата, които ви носят настроение. Срещи, приятелски събирания, родители, деца са част от вълненията ви за днес. Търпеливо и с такт ще насочвате събитията така, щото всички да се чувстват добре. Това го можете и е добре да се замислите дали не е част от мисията ви на тази земя.
11 юли 2020

Хороскоп за Везни

Везни
Предпочитате да прекарате този ден сред близките си, заети с нещо, което ще ви помогне да се разтоварите. Въпреки това обаче е твърде възможно този ден да ви поднесе различни изненади, които ще наложат промени в плановете ви. Не се учудвайте ако в крайна сметка прекарате по-голяма част от деня извън дома си. Няма съмнение обаче че ще се забавлявате добре.
11 юли 2020

Хороскоп за Скорпион

Скорпион
Планирате много задачи за днес и от вас зависи на кои от тях ще дадете преднина. Не позволявайте настроението ви да зависи от нечие благоволение към вас, както и не разпилявайте силите си да влизате в ненужни спорове. Добре ще ви се отрази времето сред природата или в компанията на любима книга.
11 юли 2020

Хороскоп за Стрелец

Стрелец
Интересен и динамичен ден. Благоразположението ви към ваши близки ви кара да се чувствате отлично. Започната на шега авантюра, ще прерасне в дълготрайна, сериозна връзка. От вас зависи дали ще приемете или не интересно предложение. Бъдете уверени в успеха си и със сигурност ще го постигнете.
11 юли 2020

Хороскоп за Козирог

Козирог
И в работата, пък и извън нея, вие днес определено сте човекът - оркестър. Енергията ви изцяло ще бъде насочена както към служебните ангажименти, така и към дома. И вечерта с основание ще може да се поздравите за свършеното. Вниманието на любимите ви хора ще направи удовлетворението ви пълно.
11 юли 2020

Хороскоп за Водолей

Водолей
Стари задължения ще ви напомнят за себе си, създавайки у вас отегчение и досада. С повече търпение ще я свършите и ще ви остане време за по-интересни занимания. Нуждаете се от повече спокойствие около себе си, за да чуете шепота на сърцето си и да помислите за бъдещето си.
11 юли 2020

Хороскоп за Риби

Риби
Голяма част от вас ще са заети с лични дела днес. Справяте се успешно с въпрос, който не сте планирали. Притеснявате се излишно за възникнала ситуация. Имайте търпение и нещата ще се разрешат във ваша полза. Приятел се нуждае от личен съвет, отнесете се сериозно към ситуацията и проявете разбиране.
11 юли 2020
Последни новини