Kuantum Kaydı! Tuhaf Durumda Dolaşan 3.000 Atom

{h1}

Bilimciler, ışığın bir parçacığını kullanarak, atomların davranışlarının birbirlerinden ayrıldıklarında bile bağlı kaldığı, atomların en fazla sayıda atomu olan 3.000 atomu birbirine bağladı.

Tek bir ışık parçacığı kullanarak, bilim adamları ilk kez binlerce atomu, kuantum dolaşıklığı olarak bilinen tuhaf bir halde birbirine bağladılar. Burada atomların davranışları, evrenin karşıt uçlarında olsalar bile, bağlı kalacaktı.

Araştırmacılar, bu deneyde, bir deneyde karşılıklı olarak birbirine karışmış olan en büyük partikül sayısının, daha hassas atomik saatlere yol açabileceğini ve potansiyel olarak GPS'in geliştirilmesine yardımcı olduğunu söylüyor.

Bilinen tüm parçacıkların davranışı kuantum fiziği kullanılarak açıklanabilir. Kuantum fiziğinin önemli bir özelliği, dünyanın en küçük seviyelerinde bulanık, gerçeküstü bir yer olması. Örneğin, evrenin atomları ve diğer temel yapıtaşları, gerçekte "süperpozisyonlar" olarak bilinen akı hallerinde var olurlar, yani aynı anda iki veya daha fazla yerde görülebilecekleri anlamına gelir. [Bugüne Kadar En Hassas Saatler 5]

Kuantum fiziğinin bir sonucu kuantum dolanmasıdır, burada çok sayıda parçacık, birbirinden bağımsız olarak birbirinden bağımsız olarak etkileyebilir. Einstein bu imkansız bağlantıyı "uzak mesafeli ürkütücü eylem" olarak reddetti, ancak çok sayıda denemenin kuantum dolanması gerçek olduğu kanıtlandı ve inanılmaz güçlü kuantum bilgisayarlar ve son derece unhackable kuantum şifreleme gibi ileri geleceğin teknolojilerinin temeli olarak hizmet edebilir.

Kuantum dolanıklığın bir anahtar uygulaması, GPS için hayati olan olağanüstü hassas atomik saatlerin etkinleştirilmesidir. "Bugünün atomik saatleri neredeyse hayal edilemez bir doğruluk seviyesine ulaşmıştı - eğer Big Bang'den bu yana koşarlarsa en iyisi bir dakikadan daha kısa bir süre kalacaktır," yazar ortak bir yazar olan MIT'de kuantum fizikçisi olan Vladan Vuletić, Canlı Bilimi anlattı.

Günümüzün en iyi atomik saatleri, sıkışan atomların bulutu içinde görülen salınımlara dayanmakta, bu da onları esasen sarkaçlar gibi hareket ettirerek sürekli bir vuruş yapmaktadır. Böyle bir buluttan ateşlenen bir lazer ışını, atomların titreşimlerini algılayabilir ve bunları zamanlamak için kullanabilir. Atomik saatlerin doğruluğu, daha fazla atomun bir bulut içinde salınmasıyla gelişir. Dolambaçlı atomlar davranışlarını birbirine bağladığından, daha fazla atom araştırmacısı genişler, daha çok birlikte salınabilirler, zaman işleyişindeki kullanımlarını geliştirirler.

Şimdiye kadar, bilim adamları en fazla 100 atom karıştırdı. Dahası, bu atomlar deneydeki daha büyük atom kümesinin sadece küçük bir kısmını temsil eder.

Şimdi Vuletić ve meslektaşları, yaklaşık 3.000 atomun bir parçası oldular, neredeyse hepsi bir parçası oldukları 3,100 atomdan oluşan bir kümeyi. Üstelik bunu, ışık parçacıkları olan tek fotonları kullanarak yaptılar.

Vuletić, "Bu kadar çok parçacığı tek bir foton ile etkileyebiliyor olmanız en şaşırtıcı bulgudur." Dedi.

Araştırmacılar ilk önce rubidyum atomlarının bir bulutunu, mutlak sıfırın üzerinde bir derece on üç milyona kadar, mümkün olan en düşük sıcaklıkta soğutdular. Daha sonra, iki hafif saydam ayna arasında atomları hapsettiler ve aynalardan biri aracılığıyla zayıf lazer darbeleri ateşlediler. Nabızlar, tek bir foton kadar az içeriyordu ve aynalar arasında yaklaşık 5.000 kez geçerek aynalar arasında geri döndü. [Kuantum Dolaşımı Nasıl Çalışır (İnfografik)]

Bir foton uzayda salınan bir dalga olarak düşünülebilir. Lazer darbelerinden birinde bulunan bir foton, herhangi bir atomu ile etkileşime girmeden buluttan geçerse, fotonun polarizasyonu - dalgaların oryantasyonu - aynı kalır.

Nabızdaki bir foton, bulutun atomlarıyla etkileşime girerse, fotonun polarizasyonu hafifçe dönecektir. Garip bir şekilde, kuantum fiziği alanında, ölçüm eylemi ölçülmekte olan nesneyi önemli ölçüde etkileyebilir ve bu atomlarla etkileşime giren bir fotonun tespiti, bu atomlar arasında esasen dolanma yaratabilir.

Araştırma ekibinin başarısının anahtarı, aşırı derecede zayıf ışık darbeleri kullanıyordu. Vuletić, "Daha önce, deneyler çok daha fazla foton, on binlerce veya milyonlarca fotonu kullandı ve bu da deneylere çok fazla gürültü kattı" dedi. "Atomik toplulukları daha az bozan tek fotonları kullandık."

Araştırmacılar, daha fazla atomu bir araya getirmek için basit olması gerektiğini öne sürüyorlar. Vuletić, "Bir milyon atomu nispeten basit bir şekilde dolaşmaya gidebiliriz." Dedi.

Vuletić, bilim adamlarının şu anda son teknoloji atomik saati inşa etmek için tek foton tespit tekniğini kullanıyorlar. Buna ek olarak, araştırmacılar daha da karmaşık karışmış durumları elde etmeyi amaçlamaktadır - kuantum hesaplama gibi uygulamalarda ihtiyaç duyulan türler.

Vuletić ve meslektaşları, Nature dergisinin 26 Mart sayısında bulgularını incelediler.

Canlı Bilimi Takip Et @wordssidekick, Facebook & Google+. Canlı Bilim ile ilgili orijinal makale.


Video Takviyesi: .




TR.WordsSideKick.com
Her Hakkı Saklıdır!
Herhangi Bir Malzemenin Çoğaltılabilir Sadece Siteye Aktif Linki Prostanovkoy TR.WordsSideKick.com

© 2005–2019 TR.WordsSideKick.com