کشف نوع جدید درهم تنیدگی کوانتومی؛

پدیده‌ای شبح‌وار که ذرات را در هر فاصله‌ای به هم متصل می‌کند

دانشمندان نوع جدیدی از درهم تنیدگی کوانتومی را کشف کردند؛ پدیده‌ای شبح وار که ذرات را در هر فاصله‌ای به هم متصل می‌کند.

کد خبر : 824863

به گزارش خبرنگار گروه دانش و فناوری خبرگزاری آنا، فیزیکدانان آزمایشگاه ملی بروکهاون (BNL) نوع کاملا جدیدی از درهم تنیدگی کوانتومی را کشف کرده اند، پدیده‌ای شبح وار که ذرات را در هر فاصله‌ای به هم متصل می‌کند. در آزمایش‌های برخورددهنده ذرات، درهم‌تنیدگی جدید به دانشمندان این امکان را می‌دهد تا درون هسته‌ اتم‌ها را با جزئیات بیشتری بررسی کنند.در این فرآیند جفت ذرات می‌توانند چنان با یکدیگر در هم تنیده شوند که توصیف یکی از آن‌ها فارغ از فاصله بدون دیگری ممکن نباشد. عجیب تر آنکه تغییر یکی فوراً باعث تغییر در شریکش می‌شود، حتی اگر در آن سوی جهان باشد.

این ایده که به عنوان درهم تنیدگی کوانتومی شناخته می‌شود، برای ما غیرممکن به نظر می‌رسد، زیرا ما در قلمرو فیزیک کلاسیک هستیم. حتی انیشتین هم ناراحت بود و از آن به عنوان "اقدام شبح وار از راه دور" یاد می‌کرد. با این حال، چندین دهه آزمایش به طور مداوم از آن پشتیبانی کرده است، و اساس فناوری‌های نوظهور مانند رایانه‌های کوانتومی و شبکه‌ها را تشکیل می‌دهد.

معمولاً مشاهدات درهم تنیدگی کوانتومی بین جفت فوتون‌ها یا الکترون‌هایی انجام می‌شود که ماهیت یکسانی دارند. اما اکنون، برای اولین بار، محققان BNL جفت ذرات غیرمشابه را که تحت درهم تنیدگی کوانتومی قرار دارند، شناسایی کرده‌اند.

کشف پدیده‌ای شبح‌وار که ذرات را در هر فاصله‌ای به هم متصل می‌کند

این کشف در برخورددهنده یون سنگین نسبیتی (RHIC) در آزمایشگاه بروکهاون انجام شد که درباره اشکال مختلف ماده که در کیهان اولیه با شتاب دادن و درهم شکستن یون‌های طلا به وجود آمدند را بررسی می‌کند. اما محققان دریافتند که حتی زمانی که یون‌ها با هم برخورد نمی‌کنند، چیز‌های زیادی برای یادگیری وجود دارد.

یون‌های طلای شتاب‌دار توسط ابر‌های کوچکی از فوتون‌ها احاطه شده‌اند و وقتی دو یون از نزدیکی یکدیگر عبور می‌کنند، فوتون‌های یکی از ذرات می‌توانند تصویری از ساختار داخلی دیگری را با جزئیات بیشتر از همیشه ثبت کنند. این موضوع به تنهایی برای فیزیکدانان به اندازه کافی جذاب است، اما این فقط می‌تواند در نوع خاصی از درهم تنیدگی کوانتومی اتفاق بیفتد.

فوتون‌ها با ذرات بنیادی درون هسته هر یون برهم کنش می‌کنند و آبشاری را به راه می‌اندازند که در نهایت جفت ذره‌ای به نام پیون یا یک ذره مثبت و یک ذره منفی را تولید می‌کند. برخی از ذرات را می‌توان به شکا امواج نیز توصیف کرد و در این مورد امواج هر دو پیون منفی یکدیگر را تقویت می‌کنند و امواج هر دو پیون مثبت یکدیگر را تقویت می‌کنند؛ که منجر به ایجاد یک تابع موج پیون مثبت و منفی در ردیاب می‌شود.

این فرآیند نشان می‌دهد که هر جفت پیون مثبت و منفی با یکدیگر درهم تنیده شدند. به گفته محققان اگر این‌ها نبودند، توابع موجی که به آشکارساز برخورد می‌کنند کاملاً تصادفی بوده است. به این ترتیب، اولین درهم تنیدگی کوانتومی ذرات غیرمشابه رصد شد.
ژانگبو ژو نویسنده این مطالعه می‌گوید: ما دو ذره خروجی را اندازه گیری می‌کنیم و به وضوح بار‌های آن‌ها متفاوت است - آن‌ها ذرات متفاوتی هستند -، اما ما الگو‌های تداخلی را می‌بینیم که نشان می‌دهد این ذرات در هم پیچیده هستند یا با یکدیگر همگام هستند، حتی اگر آن‌ها ذرات قابل تشخیص هستند.
همراه با گسترش درک ما از فیزیک کوانتومی، این کشف می‌تواند منجر به فناوری‌های جدیدی شود، مانند روشی که محققان برای بررسی درون هسته یون‌های طلا از آن استفاده کرده است.
این تحقیق در مجله Science Advances منتشر شده است.

انتهای پیام/