Το φαινόμενο της κβαντικής σύμπλεξης (quantum entaglement) είναι ένα κβαντομηχανικό φαινόμενο κατά το οποίο δύο σωματίδια, είναι συνδεδεμένα μέσω μιας σχέσης αλληλεξάρτησης, με τέτοιο τρόπο ώστε η οποιαδήποτε επίδραση στην κατάσταση του ενός επηρεάζει αυτόματα την κατάσταση του άλλου, ακόμα και αν τα δύο σωματίδια βρίσκονται σε δύο διαφορετικά σημεία του σύμπαντος.
Η αλληλεξάρτηση αυτή είναι ακαριαία καθώς επίσης και η μετάδοση κβαντικής πληροφορίας, από το ένα σημείο στο άλλο.
Η κβαντική πληροφορία δηλαδή μεταφέρεται από το ένα σωματίδιο στο άλλο χωρίς να περάσει από τα ενδιάμεσα σημεία του χώρου μεταξύ των δύο σωματιδίων. Η κβαντική αυτή συμπεριφορά οδηγεί τα σωματίδια να συμπεριφέρονται ως μία ενιαία οντότητα. Μέχρι τώρα, όπως είχε προβλεφθεί από την κβαντική θεωρία, η κβαντική συσχέτιση υφίσταντο μεταξύ μικροσκοπικών μορφών ύλης (κβαντικών συστημάτων), όπως ηλεκτρόνια, φωτόνια, άτομα και μικρομοριακές δομές. Ωστόσο όπως περιγράφεται παρακάτω οι επιστήμονες κατάφεραν να συσχετίσουν κβαντικά δύο μακροσκοπικά αντικείμενα ( στην συγκεκριμένη περίπτωση διαμάντια) με αποτέλεσμα αυτά να συμπεριφέρονται ως μία ενιαία οντότητα.
Η κβαντική σύμπλεξη είναι τόσο παράξενη, που ο Eιnstein την αποκάλεσε "μυστηριώδη δράση από απόσταση".
Το νέο πειραματικό επίτευγμα των φυσικών όπως αυτό περιγράφεται παρακάτω δείχνει ότι τα κβαντομηχανικά φαινόμενα δεν είναι περιορισμένα στην μικροσκοπική κλίμακα.
"Πιστεύω ότι είναι ένα σημαντικό βήμα προς ένα νέο σύστημα σκέψης για τα κβαντομηχανικά φαινόμενα", είπε ο φυσικός Ian Walmslay του Αγγλικού Πανεπιστημίου της Οξφόρδης.
"Δηλαδή, στην μακροσκοπική κλίμακα σε συνθήκες περιβάλλοντος όπου επικρατούν θερμοκρασίες δωματίου. Άν και το φαινόμενο αναμενόταν να υφίσταται (να υπάρχει), το γεγονός ότι βρεθήκαμε σε θέση να το παρατηρήσουμε, σε ένα τέτοιο σύστημα, το βρίσκουμε ιδιαίτερα εντυπωσιακό και ενδιαφέρον".
Άλλη μια μελέτη πρόσφατα χρησιμοποίησε κβαντική διεμπλοκή (συσχέτιση) για να τηλεμεταφέρει bits φωτός, από το ένα μέρος στο άλλο.Στο παρελθόν κι άλλοι ερευνητές είχαν πετύχει να συσχετίσουν κβαντικά, κάποια μακροσκοπικά αντικείμενα, όμως υπό ειδικές συνθήκες προετοιμασμένες με ειδικούς τρόπους και ψηγμένα σε κρυογονικές θερμοκρασίες. Στο νέο επίτευγμα, τα διαμάντια ήταν μεγάλα και δεν ήταν προετοιμασμένα με οποιονδήποτε τρόπο, είπαν οι ερευνητές.
"Είναι αρκετά μεγάλα για να τα δει κανείς", είπε ο Walmslay. " Είχαν τοποθετηθεί σε ένα τραπέζι σε κοινή θέα. Το εργαστήριο δεν ήταν ιδιαίτερα κρύο ή ζεστό, ήταν σαν ένα συνηθισμένο δωμάτιο".
Ο Walmslay μαζί με μία ομάδα φυσικών καθοδηγούμενη από τον μεταπτυχιακό φοιτητή της Οξφόρδης Ka Chung Lee, πέτυχαν να συσχετίσουν κβαντικά τις δονήσεις των κρυσταλλικών πλεγμάτων δύο διαμαντιών.Για να το κάνουν αυτό οι ερευνητές, χρησιμοποίησαν μία συσκευή για να στείλουν έναν παλμό Laser στα δύο διαμάντια συγχρόνως. Ορισμένες φορές το φως του Laser άλλαζε χρώμα προς μία χαμηλότερης ενέργειας συχνότητα, αφού διαπερνούσε τα διαμάντια. Αυτό έλεγε στους επιστήμονες ότι είχαν χάσει λίγη ενέργεια. Επειδή η ενέργεια πρέπει να διατηρείται σε κλειστά συστήματα ( στα οποία δεν υπάρχει είσοδος από εξωτερική ενέργεια ), οι ερευνητές ήξεραν ότι η χαμένη ενέργεια είχε χρησιμοποιηθεί με κάποιον τρόπο.
Στην πραγματικότητα η ενέργεια είχε μετατραπεί σε δονητική κίνηση του πλέγματος ενός εκ των διαμαντιών.Ωστόσο οι επιστήμονες δεν είχαν κανέναν τρόπο να γνωρίζουν ποιο από τα διαμάντια δονούταν. Τότε έστειλαν έναν δεύτερο παλμό φωτός από Laser, δια μέσω του δονούμενου συστήματος. Αυτή τη φορά,εάν το φως εξερχόταν με χρώμα υψηλότερης συχνότητας, αυτό σήμαινε ότι είχε κερδίσει την ενέργεια πίσω, απορροφώντας την από το διαμάντι, σταματώντας την δόνησή του.Οι επιστήμονες είχαν στήσει δύο ξεχωριστούς ανιχνευτές για να μετρήσουν το φως του Laser, έναν για κάθε διαμάντι.
Εάν τα δύο διαμάντια, δεν είχαν συσχετισθεί κβαντικά, οι επιστήμονες θα περίμεναν κάθε ανιχνευτής να καταγράψει μία αλλαγμένη ακτίνα Laser με ποσοστό 50% του χρόνου. Είναι παρόμοιο με το πέταγμα ενός νομίσματος, όπου η τυχαία πιθανότητα οδηγεί τις μισές φορές σε κορώνα και τις άλλες μισές σε γράμματα. Εν αντιθέσει, επειδή τα δύο διαμάντια ήταν συνδεδεμένα κβαντικά, βρήκαν ότι ο ένας ανιχνευτής μέτραγε την αλλαγή στην συχνότητα κάθε φορά ενώ ο άλλος ποτέ.Τα δύο διαμάντια φάνηκε ότι ήταν συνδεδεμένα τόσο πολύ που δρούσαν σαν μια ενιαία οντότητα και όχι σαν δύο ξεχωριστά αντικείμενα. Οι επιστήμονες ανέφεραν τα αποτελέσματα στην εφημερίδα Science.
"Πρόσφατες πρόοδοι, σε τεχνικές κβαντικού ελέγχου, έχουν επιτρέψει στην κβαντική σύμπλεξη να παρατηρείται για φυσικά συστήματα με αυξανόμενη πολυπλοκότητα και σε απόσταση διαχωρισμού", έγραψε ο φυσικός Luming Duan, από το πανεπιστήμιο του Michigan.
"O Lee έκανε ένα σημαντικό βήμα προς αυτήν την κατεύθυνση, επιτυγχάνοντας κβαντική συσχέτιση μεταξύ ταλαντωτικών (δονητικών) μοτίβων των ατόμων του κρυσταλλικού πλέγματος-φωνόνια-των δύο διαμαντιών σε θερμοκρασίες δωματίου.Η περαιτέρω κατανόηση των επιστημόνων πάνω στη κβαντική σύμπλεξη, θα μπορούσε μεταξύ άλλων να βοηθήσει να αναπτυχθούν γρηγορότεροι υπολογιστές ονομαζόμενοι φωτονικοί επεξεργαστές, οι οποίοι θα βασίζονται σε κβαντομηχανικά φαινόμενα", είπε ο φυσικός της Οξφόρδης Michael Sprague.
Συνεχίζοντας λέει : "Ο μακροπρόθεσμος στόχος είναι ότι εάν μπορείς να τιθασεύσεις την δύναμη των κβαντομηχανικών φαινομένων είναι δυνατόν να πετύχεις πράγματα πολύ πιο αποτελεσματικά από ότι είναι σήμερα δυνατόν".
Πληροφορίες από livescience
Γράφει ο Andreas Apollon EL για το THE PERSISTENCE OF A FREE PHOTON
Δεν υπάρχουν σχόλια:
Δημοσίευση σχολίου