Quantenverschränkung: Liebe auf subatomarer Ebene
Wenn es um Liebe und Romantik, bringen Menschen oft unsichtbar und mystischen Verbindungen.
Solche Verbindungen gibt es in der subatomaren Welt als auch durch eine bizarre und eingängig Phänomen Quantenverschränkung genannt.
Die Grundidee der Quantenverschränkung ist, dass zwei Teilchen, die eng miteinander verknüpft werden können, auch wenn durch Milliarden von Lichtjahren Platz getrennt; eine Änderung in einem induzierten wirken die andere. [Funktionsweise Quantenverschränkung (Infografik)]
1964 postuliert Physiker John Bell, dass solche Änderungen sofort auftreten können, auch wenn die Partikel sehr weit voneinander entfernt sind. Bells Theorem gilt als eine wichtige Idee in der modernen Physik, aber es scheint wenig Sinn zu machen. Immerhin hatte Albert Einstein bewiesen Jahre dauern, bis diese Informationen schneller als die Lichtgeschwindigkeit reisen kann.
In der Tat beschrieb Einstein berühmt das Phänomen der Verschränkung als "spukhafte Abstand."
Im letzten halben Jahrhundert haben viele Forscher Experimente ausführen, die Bells Theorem testen sollen. Aber sie haben tendenziell zu kurz kommen, denn es schwer ist zu planen und bauen Anlagen mit der erforderlichen Empfindlichkeit und Leistung, NASA Beamte sagten.
Im vergangenen Jahr jedoch drei verschiedene Forschergruppen konnten materielle Tests von Bells Theorem durchführen, und alle von ihnen fand Unterstützung für die grundlegende Idee.
Eine dieser Studien wurde von Krister Shalm, ein Physiker mit dem National Institute of Standards and Technology (NIST) in Boulder, Colorado geführt.
Schalmei und seine Kollegen verwendet spezielle Metallstreifen auf kryogenen Temperaturen gekühlt, wodurch sie supraleitenden – sie haben keinen elektrischen Widerstand. Ein Photon trifft der Metall- und dreht ihn zurück in einen normalen elektrischen Leiters für den Bruchteil einer Sekunde, und Wissenschaftler sehen, geschehen.
Diese Technik erlaubte es die Forschern zu sehen, wie, wenn überhaupt, ihre Messungen von einem Photon Photon in einem verschränkten paar betroffen.
Die Ergebnisse, die in der Fachzeitschrift Physical Review Letters veröffentlicht wurden, unterstützt stark Bells Theorem.
"Unser Papier und die anderen zwei veröffentlicht letztes Jahr zeigen, dass Bell Recht hatte: jedes Modell der Welt, die verborgene Variablen enthält darf auch für verschränkten Teilchen zueinander in einem Abstand zu beeinflussen" Co-Autor Francesco Marsili, von der NASA Jet Propulsion Laboratory (JPL) in Pasadena, Kalifornien, sagte in einer Erklärung.
Es gibt praktische Anwendungen für diese Arbeit auch. Die "supraleitende Nanodraht Einzelphotonen Detektoren" (SNSPDs) verwendet in der Schalmei Gruppe Experiment, das NIST und JPL gebaut wurden, genutzt werden in der Kryptographie und der Weltraum-Kommunikation, NASA Beamte sagten.
NASA Lunar Atmosphäre Staub und Umwelt Explorer (LADEE) Mission, die den Mond ab Oktober 2013 bis April 2014 umkreist, hat geholfen, einige dieser möglichen Kommunikation demonstrieren.
LADEE des Lunar Laser Communication Demonstration verwendeten Komponenten auf das Raumschiff und einem bodengebundenen Empfänger ähnlich wie SNSPDs. Das Experiment zeigte, dass es möglich sein, sensible Laser Kommunikation Arrays zu bauen, die würde es ermöglichen, viel mehr Daten up- und auf weit entfernten Raumsonden heruntergeladen, sagte NASA-Beamten.
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