15 تريليون ذرة متشابكة

15 تريليون ذرة متشابكة
15 تريليون ذرة متشابكة

15 تريليون ذرة متشابكة بطريقة "ساخنة وغير منظمة". تتضمن عملية التشابك الكمومي جسيمات صغيرة مثل الإلكترونات أو الذرات تفقد تفردها حتى تتمكن من العمل معًا بشكل أكثر كفاءة. تقدم تقنيات الكم مثل استشعار الموجات الثقالية تقدمًا كبيرًا في الحوسبة والتواصل والاستشعار. يقع التشابك في قلب هذه التقنيات.

الدول المتشابكة هي عمليات حساسة للغاية. لذلك ، فإن تقنيات الكم الحالية تذهب إلى أبعد مدى لعزل الأنظمة المجهرية التي تعمل معها وتعمل عادةً في درجات حرارة قريبة من الصفر المطلق. بدلا من ذلك ، قام باحثو ICFO بتسخين مجموعة من الذرات إلى 450 كلفن ، وهو أكثر سخونة بملايين المرات من معظم الذرات المستخدمة في تكنولوجيا الكم.

لكن الذرات الفردية لم تكن معزولة. يتصادمون مع بعضهم البعض كل بضعة ميكروثانية ، ونتيجة لذلك ، يرسلون إلكتروناتهم تدور في جميع الاتجاهات.

لاحظ الباحثون مغنطة هذا الغاز المشتعل والفوضوي باستخدام الليزر.

ينتج المغناطيس عن دوران الإلكترونات في الذرات ويوفر طريقة لدراسة تأثير الاصطدامات واكتشاف التشابك. ما لاحظه الباحثون كان عددًا كبيرًا من الذرات المتشابكة ، أي حوالي 100 مرة أكثر مما لوحظ سابقًا.

بالإضافة إلى ذلك ، لاحظوا أن التشابك غير محلي ويؤثر على الذرات المتباعدة.

بين أي ذرتين متشابكتين هناك آلاف الذرات الأخرى المتشابكة ، والعديد منها مع ذرات أخرى ، في حالة عملاقة وساخنة ومبعثرة.

يقول مؤلف الدراسة جيا كونغ: "إذا أوقفنا القياس ، فسيستمر التشابك لحوالي 1 مللي ثانية ، مما يعني أن دفعة جديدة من 15 تريليون ذرة تتشابك 1.000 مرة كل ثانية". اكتشفوا هذا في ملاحظاتهم.

عليك أيضًا أن تعتقد أن 1 مللي ثانية هي وقت طويل جدًا للذرات ، مما يسمح بحدوث حوالي 50 تصادمًا عشوائيًا.

وهذا يدل بوضوح على أن هذه الأحداث العشوائية لا تكسر التشابك. ربما تكون هذه النتيجة غير المتوقعة للجهود المبذولة.

يمكن الكشف عن مجال مغناطيسي فائق الحساسية من خلال مراقبة هذه الحالة المختلطة الساخنة والفوضوية.

على سبيل المثال ، يستخدم خط جديد من المستشعرات نفس الغازات الذرية الساخنة عالية الكثافة لتحديد المجالات المغناطيسية التي ينتجها نشاط الدماغ في التصوير المغناطيسي للدماغ (التصوير المغناطيسي للدماغ).

تشير أحدث النتائج إلى أن التشابك قد يزيد من حساسية هذا النهج ، الذي يستخدم في أبحاث الدماغ الأساسية وجراحة الأعصاب.

"هذه النتيجة مثيرة للدهشة ، وهي انحراف حقيقي عما توقعه الجميع" ، حسب قول أستاذ ICREA من ICFO Morgan Mitchell.

يشرح ميتشل:

"هذه النتيجة مفاجئة ، خروج حقيقي عما توقعه الجميع من التشابك." "نأمل أن يؤدي هذا النوع من التشابك العملاق إلى أداء مستشعر أفضل في التطبيقات التي تتراوح من تصوير الدماغ إلى السيارات ذاتية القيادة إلى عمليات البحث عن المادة المظلمة."

لا يمتلك النظام زخمًا زاويًا إجماليًا عندما تضيف لفات عدة جسيمات تمثل زخمها الزاوي الداخلي ما يصل إلى الصفر في دورة واحدة.

في هذا البحث ، استخدم العلماء قياس عدم التدمير الكمي (QND) لجمع البيانات المتعلقة بالدوران من تريليونات الذرات. تتضمن العملية تمرير فوتونات ليزر ذات طاقة معينة عبر غاز ذري.

على الرغم من أن الذرات لا تثيرها الطاقة المحددة لهذه الفوتونات ، إلا أنها لا تزال تتأثر بالتفاعل. يتم تدوير استقطاب الضوء بواسطة لفات الذرات ، والتي تعمل كمغناطيس. يسمح مقدار التغيير في استقطاب الفوتونات بعد السفر عبر السحابة للباحثين بحساب الدوران الكلي للغاز الذري.

يُعرف نطاق تشغيل أجهزة قياس المغناطيسية الحديثة باسم SERF ، وهو يختلف تمامًا عن درجات الحرارة التي يستخدمها العلماء لدراسة الذرات المتشابكة ، والتي غالبًا ما تكون قريبة جدًا من الصفر المطلق. غالبًا ما تصطدم أي ذرة في هذا النظام بشكل عشوائي مع الذرات القريبة ، ويكون اصطدامها أكبر تأثير على حالة الذرة.

بالإضافة إلى ذلك ، نظرًا لأنها تصطدم في بيئة ساخنة بدلاً من بيئة شديدة البرودة ، فإن دوران الإلكترونات في كل ذرة يتم بشكل عشوائي بسرعة. والمثير للدهشة أن التجربة أظهرت أن مثل هذا الاضطراب ينقل فقط التشابك من ذرة إلى أخرى بدلاً من تعطيل الحالات المتشابكة.

مصدر: ICFO- معهد علوم الصوت - وراثيا

Günceleme: 28/06/2022 18:10

إعلانات مماثلة

كن أول من يعلق

Yorumunuz