Naukowcy właśnie zrobili pierwsze zdjęcie tego zjawiska, nazwane przez Alberta Einsteina „upiorną akcją na odległość”. Zjawisko to, zwane splątaniem kwantowym, opisuje sytuację, w której cząstki mogą pozostać połączone tak, że fizyczne właściwości jednej z nich wpłyną na drugą, bez względu na odległość (nawet mile) między nimi.
Einstein nienawidził tego pomysłu, ponieważ naruszył klasyczne opisy świata. Zaproponował więc jeden ze sposobów, w jaki splątanie mogłoby współistnieć z fizyką klasyczną - gdyby istniała nieznana, „ukryta” zmienna, która działała jak posłaniec między parą splątanych cząstek, utrzymując ich losy w splocie.
Był tylko jeden problem: nie było sposobu, aby sprawdzić, czy pogląd Einsteina - czy dziwniejsza alternatywa, w której cząstki „komunikują się” szybciej niż prędkość światła, a cząstki nie mają stanu obiektywnego, dopóki nie zostaną zaobserwowane - były prawdziwe. Wreszcie w latach 60. fizyk Sir John Bell opracował test, który obala istnienie tych ukrytych zmiennych - co oznaczałoby, że świat kwantowy jest niezwykle dziwny.
Niedawno grupa z University of Glasgow zastosowała wyrafinowany system laserów i kryształów, aby uchwycić pierwsze w historii zdjęcie splątania kwantowego naruszającego jedno z tak zwanych „nierówności Bella”.
Jest to „kluczowy test splątania kwantowego” - powiedział starszy autor Miles Padgett, który jest kierownikiem filozofii naturalnej Kelvina i profesorem fizyki i astronomii na Uniwersytecie Glasgow w Szkocji. Chociaż ludzie używają splątania kwantowego i nierówności Bella w zastosowaniach takich jak obliczenia kwantowe i kryptografia, „po raz pierwszy ktoś potwierdził to kamerą”.
Aby zrobić zdjęcie, Padgett i jego zespół musieli najpierw uwikłać fotony lub lekkie cząstki, stosując wypróbowaną i prawdziwą metodę. Uderzyły w kryształ laserem ultrafioletowym (UV), a niektóre z tych fotonów z lasera rozpadły się na dwa fotony. „Ze względu na zachowanie zarówno energii, jak i pędu każda powstająca para fotonów jest splątana” - powiedział Padgett.
Odkryli, że splątane pary były skorelowane lub synchronizowane znacznie częściej niż można by się spodziewać, gdyby w grę wchodziła zmienna ukryta. Innymi słowy, ta para naruszyła nierówności Bella. Naukowcy zrobili zdjęcie za pomocą specjalnego aparatu, który mógł wykryć pojedyncze fotony, ale zrobili zdjęcie dopiero, gdy foton przybył ze swoim splątanym partnerem, zgodnie z oświadczeniem.
Ten eksperyment „pokazuje, że efekty kwantowe zmieniają rodzaje obrazów, które można zarejestrować”, powiedział Live Science. Teraz Padgett i jego zespół pracują nad poprawą wydajności obrazowania mikroskopu.
Wyniki zostały opublikowane 12 lipca w czasopiśmie Science Advances.
