Kvantové zapletení se poprvé používá k měření rotace Země

Kvantové zapletení se poprvé používá k měření rotace Země

Skupině fyziků se podařilo změřit rotaci Země pomocí fotonů – částic světla –, které zažily podivný kvantový jev zvaný zapletení. To jim umožňuje zvýšit přesnost měření 1000krát a lze je použít k prozkoumání základních fyzikálních otázek.

Pravděpodobně se ptáte, proč toto nebylo použito dříve. Odpověď zní, že kvantové zapletení je velmi choulostivý stav. Dvě částice se zapletou a najednou patří do jediného stavu. Bez ohledu na to, jak daleko jsou od sebe, interakce s jednou ovlivní druhou – ale stav může být narušen a všechny molekuly se vrátí do stavu offline.

Existuje způsob, jak měřit rotaci světlem pomocí přístroje zvaného Sagnac interferometr. Světlo je vysíláno prstencem v opačných směrech a kvůli rotaci systému se jedna strana vrátí na začátek v různých časech. Pokud by dotyčné světlo byl pár propletených fotonů jdoucích opačnými směry, stalo by se něco velmi zvláštního. Je to jako posílat stejné světlo oběma směry současně a časové zpoždění mezi těmito dvěma se zdvojnásobí.

Aby využili této vlastnosti, nazývané super-rozlišení, poslali vědci z Vídeňské univerzity propletené fotony přes 2 kilometry (1,24 míle) dlouhé optické vlákno uspořádané do prstence. Dokázali udržet hluk systému nízký a stabilní po několik hodin, což umožnilo propleteným fotonům přežít cestu skrz něj.

Takové zařízení je navrženo tak, aby efektivně měřilo rotaci a zdroj rotace se nachází pod našima nohama. Země. Konečně toto zařízení pozvedává kvantovou mechaniku na úroveň citlivosti, které bylo dříve dosaženo pouze pomocí standardního nezapleteného světla.

„Toto představuje významnou událost ve století od prvního pozorování rotace Země světlem, kdy se propletení jednotlivých kvant světla konečně dostalo do stejných snímacích systémů,“ říká spoluautor Haokun Yu, který na tomto experimentu pracoval jako Marie. . – Corey, postdoktorand, řekl v A prohlášení.

READ  SpaceX vede rok 2022 s rekordními 9 starty Falconu 9

Ale ve skutečnosti měření rotace Země nebylo cílem tohoto zařízení. Sagnacův interferometr byl navržen jako prostředek pro přesné měření rotace systémů nezávislých na rotaci Země. Z tohoto důvodu musel tým najít způsob, jak izolovat rotaci způsobenou rotující planetou.

Sagnacův interferometr v experimentu. Dva kilometry (1,24 mil) optického vlákna jsou obaleny kolem 1,4metrového čtvercového hliníkového rámu.

Obrazový kredit: Rafael Silvestri

„Podstatou věci je stanovit referenční bod pro naše měření, kde světlo zůstává neovlivněno vlivem rotace Země, protože nemůžeme zastavit… [Earth] „Na základě rotace jsme vymysleli alternativní řešení: rozdělení optického vlákna na dvě cívky stejné délky a jejich propojení přes optický přepínač,“ vysvětlil hlavní autor Raffaele Silvestri.

Toto řešení, které mělo v podstatě vypínač na zařízení, jim umožnilo zrušit signál rotace Země. „V podstatě jsme oklamali světlo, aby si myslelo, že existuje v nerotujícím vesmíru,“ pokračoval Silvestri.

Tento úspěch je prvním krokem k novému způsobu měření rotace, a nejen to; Výzkumníci mají velká očekávání ohledně potenciálních budoucích aplikací.

Vedoucí autor Philipp Walther dodal: „Věřím, že naše výsledky a metodika připraví cestu pro další zlepšení citlivosti na rotaci senzorů založených na zapletení. To by mohlo otevřít cestu pro budoucí experimenty testující chování kvantového zapletení prostřednictvím časoprostorových křivek.“ “ .

Studie je publikována v časopise Pokrok vědy.

You May Also Like

About the Author: Waldo Kemp

"Hudební učenec. Spisovatel. Zlý slanina evangelista. Hrdý twitter narkoman. Myslitel. Milovník internetu. Jemně okouzlující hráč."

Napsat komentář

Vaše e-mailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *