สิ่งกีดขวาง ผลกระทบเชิงกลเชิงควอนตัมล้วน ๆ ที่ช่วยให้อนุภาคตั้งแต่สองอนุภาคขึ้นไปมีความสัมพันธ์ที่ใกล้ชิดกว่าที่ฟิสิกส์คลาสสิกอนุญาต สามารถอยู่รอดได้ในอุณหภูมิสูงและสภาพแวดล้อมที่วุ่นวาย การค้นพบที่ไม่คาดคิดนี้จากนักวิจัยที่ ICFO ในบาร์เซโลนา ประเทศสเปน อาจหมายความว่าเทคโนโลยีควอนตัมที่ใช้สิ่งกีดขวาง ซึ่งก่อนหน้านี้เคยคิดว่าทำงานได้เฉพาะในสภาวะที่เย็นและมีสัญญาณ
รบกวนต่ำ
เท่านั้น อาจทำงานในสภาพแวดล้อมที่ “ร้อนและยุ่งเหยิง” ได้เช่นกัน การพัวพันทางควอนตัมเป็นกระบวนการที่อนุภาค เช่น โฟตอน เชื่อมโยงกันอย่างแยกไม่ออก เช่น ถ้าอนุภาคหนึ่งถูกโพลาไรซ์ในแนวตั้ง อีกอนุภาคหนึ่งจะถูกโพลาไรซ์ในแนวนอนเสมอ ดังนั้น โดยการวัดโพลาไรเซชันของโฟตอนหนึ่งคู่
เราจะทราบโพลาไรเซชันของอีกอันทันที ไม่ว่าโฟตอนจะห่างกันแค่ไหนก็ตาม ครั้งหนึ่งเคยคิดว่าเป็นมุมมองที่เล่นโวหารหรือแม้แต่ไร้สาระของโลกควอนตัม “การกระทำที่น่ากลัวในระยะไกล” ตามที่อัลเบิร์ต ไอน์สไตน์เรียกมันกำลังถูกนำไปใช้ในการเข้ารหัสควอนตัมและระบบการสื่อสารควอนตัม
รวมถึงเซ็นเซอร์ที่ใช้ในการตรวจจับ คลื่นความโน้มถ่วง สถานะที่ยุ่งเหยิงมักถูกมองว่าเปราะบางมาก แม้แต่สิ่งรบกวน (หรือเสียงรบกวน) ที่น้อยที่สุดในสภาพแวดล้อมก็สามารถทำให้อนุภาคที่พันกัน “หลุด” ผ่านการโต้ตอบแบบสุ่ม ทำให้สิ่งกีดขวางนั้นหายไป ดังนั้น เทคโนโลยีควอนตัมในปัจจุบันจึงมักทำงาน
ที่อุณหภูมิเย็นจัด และนักออกแบบของพวกเขาก็พยายามอย่างมากที่จะแยกระบบควอนตัมออกจากกัน
กลยุทธ์ที่ตรงกันข้ามนักวิจัย ได้แสดงให้เห็นว่ากลยุทธ์ที่ตรงกันข้าม การส่งเสริมปฏิสัมพันธ์แบบสุ่มอย่างแข็งขัน สามารถช่วยสร้างและรักษาสิ่งกีดขวางได้เช่นกัน ในการทดลอง
พวกเขาให้ความร้อนแก่กลุ่มอะตอมของรูบิเดียม-87 ( 87 Rb) ถึง 450 เคลวิน ทำให้เกิดไอของอะตอมอัลคาไลร้อน พวกเขาพบว่าแต่ละอะตอมในไอนี้ไม่ได้อยู่โดดเดี่ยว แต่ชนกันเองทุกๆ 20 ไมโครวินาที การชนกันแต่ละครั้งทำให้อิเล็กตรอนหมุนไปในทิศทางสุ่ม ทำให้เกิดการดึงดูด
มิทเชล
และเพื่อนร่วมงานใช้เลเซอร์เพื่อตรวจสอบการดึงดูดนี้ผ่านชุดการวัดที่ช่วยให้สามารถตรวจจับการพัวพันระหว่างอะตอมและศึกษาผลของการชนกันของอะตอม เทคนิคการวัดนี้เรียกว่าการไม่ทำลายล้างด้วยแสงควอนตัม (QND) เนื่องจากสามารถวัดการหมุนของอิเล็กตรอนได้โดยไม่รบกวนพวกมัน
“หากการวัดปกติเป็นเหมือนการตรวจชิ้นเนื้อ ซึ่งวัสดุถูกนำมาวิเคราะห์ การวัด QND ก็เหมือนกับ MRI ซึ่งเราได้ข้อมูลโดยไม่ทำลายระบบ” Mitchell อธิบาย สถานะพัวพันประเภทเสื้อกล้ามแม้ว่าการชนกันระหว่างอะตอมจะเป็นไปได้หลายประเภท แต่การชนกันที่เกิดขึ้นบ่อยที่สุด
คือการชนที่อะตอมแลกเปลี่ยนอิเล็กตรอนหมุน นักวิจัยสังเกตว่าอะตอมของรูบิเดียมจำนวนมาก อย่างน้อย 1.52 × 10 13จาก 5.32 × 10 13อะตอมที่เข้าร่วม – ถูกพันกันผ่านการชนกันของการแลกเปลี่ยนการหมุนและเข้าสู่สถานะพันกันแบบ singlet-type “นี่เป็นสถานะที่น่าสงสัยของการหมุนสองครั้ง:
การหมุนแต่ละครั้งดูเหมือนจะสุ่มอย่างสมบูรณ์ ชี้ไปทุกทิศทางพร้อมๆ กัน” มิทเชลอธิบาย “อย่างไรก็ตาม การหมุนจะชี้ไปในทิศทางตรงกันข้ามเสมอ ดังนั้นจึงเป็นสถานะที่ประสานกันอย่างสมบูรณ์ในขณะเดียวกันก็สุ่มโดยสิ้นเชิง”ในการวัด QND ผลงานจากเสื้อกล้ามเป็นศูนย์ เขากล่าวเสริม
“เนื่องจากพวกมันชี้ไปในทิศทางตรงกันข้าม สิ่งที่เกิดจากการหมุนหนึ่งครั้งจะถูกยกเลิกโดยการหมุนอีกข้าง ดังนั้น เมื่อเราเห็นสัญญาณ QND แบบออปติคัลกลายเป็น ‘เงียบ’ มาก เราก็รู้ว่ามีซิงเกิลเกิดขึ้นมากมาย”และนั่นไม่ใช่ทั้งหมด ตามที่ทีมงาน ICFO อธิบายไว้ในเอกสารของพวกเขาซึ่งตีพิมพ์
ในวารสาร
พวกเขายังสังเกตเห็นว่าการพัวพันนั้นไม่ได้เกิดขึ้นเฉพาะที่ หมายความว่ามันเกี่ยวข้อง กับอะตอมที่ไม่ได้อยู่ใกล้กัน ระหว่างอะตอมสองอะตอมที่เข้าไปพัวพันกันนั้น ยังมีอะตอมอื่นๆ อีกหลายพันอะตอม ซึ่งหลายอะตอมยังพัวพันกับอะตอมอื่นๆ ในสภาพที่พันกันยุ่งเหยิง ร้อนแรง และยุ่งเหยิง พวกเขากล่าว
เทคโนโลยีการตรวจจับจะได้รับประโยชน์ เมื่อการวัดหยุดลง ความยุ่งเหยิงจะคงอยู่ประมาณหนึ่งมิลลิวินาที ผู้เขียนคนแรกของการศึกษาJia อธิบาย ซึ่งหมายความว่าอะตอมชุดใหม่จำนวน 15 ล้านล้านอะตอมกำลังพันกัน 1,000 ครั้งต่อวินาที 1 มิลลิวินาทีนั้นยาวพอสำหรับแต่ละอะตอมที่จะเกิดการชนกัน
แบบสุ่มประมาณ 50 ครั้ง ซึ่งแสดงให้เห็นอย่างชัดเจนว่าการพัวพันไม่ได้ถูกทำลายโดยเหตุการณ์สุ่มเหล่านี้ “นี่อาจเป็นผลงานของเราที่น่าประหลาดใจที่สุด” เธอกล่าว การค้นพบนี้จะมีความสำคัญต่อเทคโนโลยีการตรวจจับโดยอาศัยอะตอมของเมฆที่ร้อนและหนาแน่น เทคโนโลยีอย่างหนึ่งที่เรียกว่า
สื่อไอระเหยแบบหมุนแลกเปลี่ยนการผ่อนคลาย (SERF) ทำงานที่ 450 K และใช้ในแอพพลิเคชั่นต่างๆ เช่น เครื่องวัดสนามแม่เหล็กที่สามารถตรวจจับสัญญาณแม่เหล็กจากสมองและเครื่องมือที่มองหาสัญญาณของความมืด สสารและฟิสิกส์นอกเหนือจาก “การพัวพันกันจะอยู่รอดได้หรือไม่ในอุณหภูมิ
ตัวอย่างเช่น กับดักไอออนที่มีควิบิตไม่กี่ตัวสามารถทำหน้าที่เป็นตัวทำซ้ำควอนตัมสำหรับการสื่อสารทางไกลมีพฤติกรรมอย่างไรในดาวเคราะห์ซุปเปอร์เอิร์ธ” มอราร์ดกล่าว ต่อการสร้างแบบจำลองวัสดุเหล่านี้ได้ดีขึ้นภายใต้สภาวะที่อยู่ลึกเข้าไปในโลก ที่ร้อนระอุเหล่านี้เป็นคำถามเปิดจนถึงตอนนี้
ทางวิทยาศาสตร์” อย่างไรก็ตาม มันเน้นย้ำถึงความสำคัญของการทำให้แน่ใจว่าโปรแกรมในสาขาวิทยาศาสตร์กายภาพ “พัฒนาในลักษณะที่พวกเขามีส่วนร่วมอย่างเต็มที่และมีประสิทธิภาพ” ต่องานของสภาวิจัยชีวการแพทย์การเชื่อมต่อระหว่างวิทยาศาสตร์กายภาพและชีวภาพจะถูกนำไปใช้
credit : เว็บแท้ / ดัมมี่ออนไลน์
