مقالات

آزمایش ترک خوردگی برای چندین دهه ، محققان شرایط مکانیک کوانتومی را بهبود بخشیده اند

مقالات علمی با ترجمه مستقیم سایت بزرگ دنیای خوب زندگی

محققان با آزمایش یک دهه گذشته ، وضعیت مکانیک کوانتومی را تقویت می کنند

محققان جفت های فوتون درهم تنیده ایجاد کرده و دو فوتون را به دو جفت در دو ایستگاه اندازه گیری در جهت مخالف توزیع کردند. در هر ایستگاه اندازه گیری ، این تلسکوپ فوتون هایی را از منبع تابش کیهانی مشخص دریافت کرده است ، که حداقل 11 سال نوری از زمین دارد. سیگنال های تشخیص فوتون کیهانی بیت های تصادفی تولید می کنند تا گزینه های اندازه گیری اندازه گیری را برای آزمایش زنگ بدون شکاف انتخاب کنند. در این آزمایش ، محققان شکاف های تشخیص و مکان را بستند و با فشار بر محدودیت های زمانی برای حذف مدل های متغیر محلی پنهان به 11 سال قبل از آزمایش ، فشار آوردند. اعتبار: هان مینگ لی ، USTC ، شانگهای

در یک تحقیق جدید ، محققان برای خلاص شدن از شکاف هایی که مدت هاست با آزمایش های مکانیک کوانتومی مخلوط شده اند ، تاکتیک های خلاقانه ای را نشان داده اند. محققان با استفاده از رویکرد نوآورانه خود توانستند تعامل کوانتومی بین مولکول های فاصله بیش از 180 متر (590 فوت) از هم را نشان دهند و این احتمال را که وقایع مشترک در طی 11 سال گذشته ممکن است بر تعامل آنها تأثیر بگذارد ، حذف کردند.

مقاله ای که به تشریح این یافته ها می پردازد در کنفرانس علوم لیزر Frontiers in Optics + لیزر (FIO + LS) ، که در تاریخ 15-19 سپتامبر برگزار شد ، در واشنگتن دی سی ، ایالات متحده ارائه می شود.

پدیده های کوانتومی برنامه های کاربردی در محاسبات ، برنامه نویسی ، سنجش و غیره مورد بررسی قرار می گیرد ، اما محققان فیزیک پشت سر آنها را کاملاً درک نکرده اند. کار جدید می تواند با پیشرفت تکنیک های تحقیق در مکانیک کوانتومی به پیشرفت برنامه های کوانتومی کمک کند.

آزمون تئوری های کوانتومی

فیزیکدانان همواره با ایده های مختلف در مورد نیروهایی که بر دنیای ما حاکم هستند ، مبارزه کرده اند. در حالی که تئوری های مکانیک کوانتومی به تدریج در مکانیک کلاسیک پیشی گرفت ، بسیاری از جنبه های مکانیک کوانتومی مبهم است. در دهه 1960 ، فیزیکدان جان بل روشی را برای آزمایش مکانیک کوانتومی معروف به نابرابری بل پیشنهاد داد.

ایده این است که دو طرف ، به نام های آلیس و باب ، اندازه گیری هایی را بر روی ذره هایی انجام می دهند که فاصله زیادی با یکدیگر دارند اما با درگیری کوانتومی به یکدیگر متصل هستند.

اگر جهان از قبل با مکانیک کوانتومی اداره می شود ، این ذرات دوردست توسط یک رابطه غیر محلی از طریق برهم کنش های کوانتومی اداره می شوند ، به طوری که اندازه گیری وضعیت یک ذره بر وضعیت دیگر تأثیر می گذارد. با این حال ، برخی از تئوری های جایگزین نشان می دهند که مولکول ها فقط بر یکدیگر تأثیر می گذارند ، اما در حقیقت توسط متغیرهای ظریف دیگری که فیزیک کلاسیک را دنبال می کنند به جای کوانتوم به یکدیگر متصل می شوند.

محققان آزمایش چند آزمایش برای آزمایش نابرابری بل انجام دادند. با این حال ، آزمایشها همیشه نمی توانند بی نقص باشند ، و شکافهای شناخته شده ای وجود دارد که می تواند نتایج گمراه کننده ای را ایجاد کند. در حالی که اکثر آزمایشات به این نتیجه رسیدند که فعل و انفعالات کوانتومی وجود دارد ، این شکافها هنوز یک احتمال دور از ذهن را باقی نمی گذارد که محققان ممکن است سهواً بر متغیرهای ظریف تأثیر بگذارند و جای جای شک و تردید را فراهم می آورد.

شکاف ها را ببندید

در مطالعه جدید ، لی و همکارانش راههای بستن این شکافها و افزودن شواهدی را نشان دادند که مکانیک کوانتومی بر تعامل بین دو ذره حاکم است.

مینگ هانلی از دانشگاه علم و فناوری چین گفت: "ما آزمایش بیل را با تنظیمات اندازه گیری تعیین شده توسط فوتون های کیهانی دوردست تحقق بخشیدیم." او نویسنده اصلی مقاله است.

مجموعه آزمایشی شامل سه مؤلفه اصلی است: دستگاهی که بطور دوره ای جفت فوتون درهم تنیده و دو ایستگاه را برای اندازه گیری فوتون می فرستد. این ایستگاه ها به زبان نابرابری بل ، آلیس و باب هستند. ایستگاه اندازه گیری اول 93 متر (305 فوت) از منبع جفت فوتون و ایستگاه دوم 90 متر (295 فوت) در جهت مخالف است.

فوتونهای به هم پیوسته از طریق الیاف نوری تک حالته به ایستگاه های اندازه گیری سفر می کنند ، جایی که حالت قطبش با استفاده از یک سلول Pockels اندازه گیری می شود و فوتون ها توسط ابررسانای فوتون های تک فوتونی تکثیر می شوند.

محققان در طراحی آزمایش خود به دنبال غلبه بر سه مشکل اصلی بودند: این ایده که فقدان و سر و صدا باعث می شود که تشخیص غیرقابل اطمینان باشد (سوراخ تشخیص) ، این ایده که هرگونه ارتباطی روی گزینه های اندازه گیری آلیس و باب تأثیر می گذارد ، باعث می شود این اندازه گیری تقلب شود (سوراخ سایت) و این ایده که انتخاب یک حالت اندازه گیری که "واقعاً رایگان و تصادفی نیست" باعث می شود نتیجه بتواند یک مسئله پنهان را در گذشته مشترک کنترل کند (سوراخ آزادی انتخاب).

برای حل اولین مشکل ، لی و همکارانش با مقایسه اندازه گیری های انجام شده در آغاز و انتهای سفر فوتون ، ثابت کردند که آماده سازی آنها به میزان کافی از دست دادن و سر و صدای کم رسیده است. برای پردازش دوم ، آنها مجموعه آزمایشی را با جدایی مشابه فاصله بین وقایع انتخاب تنظیم اندازه گیری ، ساختند. آنها برای مقابله با سوم ، آنها گزینه های اندازه گیری را بر اساس رفتار فوتون کیهانی 11 سال پیش اتخاذ کردند ، با اطمینان خاطر اینکه هیچ چیز در گذشته مشترک مولکولها – حداقل در 11 سال گذشته وجود ندارد – وجود دارد که متغیر پنهانی را ایجاد کرده است که بر نتیجه تأثیر می گذارد.

محققان با تلفیق پیش بینی های نظری محاسبه شده با نتایج آزمایشگاهی ، توانستند تعامل کوانتومی بین جفت فوتون درهم تنیده با درجه بالایی از اعتماد به نفس و صداقت را نشان دهند. بنابراین تجربه آنها شواهد محکمی را ارائه می دهد که تأثیرات کوانتومی به جای متغیرهای پنهان ، در پشت رفتار ذرات هستند.


"شکاف" درهم آمیختگی کوانتومی را در معرض دید و ببندید


اطلاعات بیشتر:
مینگ هان لی و همکارانش "آزمون واقعیت محلی به گذشته را بدون در معرض شکافها" آزمایش خواهند کرد دوشنبه ، 16 سپتامبر 2019 ساعت 11:15 صبح EDT در اتاق 4 هتل ماریوت Wardman Park در واشنگتن ، دی سی

ارسال شده توسط
انجمن بصری




استناد:
محققان با آزمایش یک دهه گذشته ، وضعیت مکانیک کوانتومی را تقویت می کنند (2019 ، 22 اوت)
برگرفته در 22 آگوست 2019
از https://phys.org/news/2019-08-decades-old-bolster-case-quantum-mekanics.html

این سند مشمول حق چاپ است. جدا از هرگونه معاملات منصفانه به منظور مطالعه و تحقیق خود ، خیر
بخشی را می توان بدون اجازه کتبی تکثیر کرد. محتوا فقط برای اهداف اطلاعاتی ارائه می شود.

نوشته های مشابه

پاسخی بگذارید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

بستن