Lücke in der gruseligen Quantentheorie Verschränkung geschlossen


Die seltsame Art und Weise verschränkte Teilchen in Verbindung bleiben, auch wenn durch große Entfernungen voneinander getrennt – ein Phänomen Albert Einstein "spooky" genannt – bestätigt wurde noch einmal, diesmal mit eine wichtige Lücke im Experiment eliminiert.

Die Ergebnisse des neuen Tests bestätigen eine der wildesten Vorhersagen der Quantenmechanik: ein paar "verschränkten" Teilchen, einmal gemessen, irgendwie sofort miteinander kommunizieren kann, so dass ihre Staaten immer übereinstimmen.

"Die Quantenmechanik ist eine wunderbare Theorie, die Wissenschaftler sehr erfolgreich nutzen", sagte Co-Studienautor Marissa Giustina, ein Physiker an der Universität Wien. "Aber es macht einige seltsamen Vorhersagen." [Funktionsweise Quantenverschränkung (Infografik)]

Aber das neue Experiment geht weiter als frühere Studien durch den Wegfall eines großen Lücken in Verschränkung Experimente.

Die Ergebnisse wurden in der Fachzeitschrift Nature 14. April veröffentlicht.

Gespenstische Phänomen

Seit den 1930er Jahren haben Physiker durch einige bizarre Auswirkungen der Quantenmechanik beunruhigt worden. Nämlich, wenn sie die Ausrichtung der Welle eines Partikels, wie ein Photon als Horizontal, gemessen hätte seine verschränkte Partner eine korrelierte Orientierung – wie ein Gegenteil, vertikale Ausrichtung – im selben Augenblick.

Die Auswirkungen waren, dass einzelne verschränkte Teilchen in einem bestimmten Zustand gibt es nicht, bis sie gemessen werden und, sobald gemessen, die Partikel irgendwie ihren Zustand zueinander mit einer Rate schneller als die Lichtgeschwindigkeit kommunizieren konnte, schien, Einsteins Relativitätstheorie zu verletzen. (Jüngste Untersuchungen legen nahe, dass die verschränkten Teilchen mit einer Geschwindigkeit zu interagieren, die 10.000-Mal schneller als die Lichtgeschwindigkeit ist.)

In einem Papier von 1935 Einstein und seine Kollegen darauf hingewiesen, dass ein Weg, um gespenstische Aktion in einem Abstand wäre davon auszugehen, dass jedes Teilchen immer mit einigen verborgenen Wissens des anderen Staates gereist, bevor die Partikel gemessen wurden.

Aber im Jahre 1964, irische Physiker John Stewart Bell vorgeschlagen einen mathematischen Weg zu prüfen, ob versteckte Variablen oder seltsame nicht-Lokalität (die Idee, die verschränkte Teilchen kann schneller als die Lichtgeschwindigkeit kommunizieren) die Verhalten erklärt. Seitdem haben Wissenschaftler Bells Tests verwendet, um nicht-Lokalität zu demonstrieren.

Aber alle diese Tests stützte sich auf drei Annahmen oder Schlupflöcher:, die Quelle der Photonen und der Detektor waren nicht irgendwie kommunizieren, dass diese die Photon-Detektoren waren nicht kommunizieren, und, die die Teilchen-Physiker gemessen, wurden Vertreter derjenigen, die sie messen nicht. Wenn einer der Annahmen falsch, in der Theorie war, könnte die verborgene-Variablen-Erklärung noch richtig sein.

Besser-Detektor

Für die aktuelle Studie umgestrickt Giustina und ihre Kollegen das Experiment mit verschränkten Photonen oder Partikel des Lichts. Diesmal jedoch mussten sie verlassen auf der Annahme, dass die Photonen, die sie gefangen waren Vertreter von denen, die entfernt wurde.

Die Physiker konnten zu beseitigen die Lücke mit einer anderen Version Check-Bells, so dass es nicht, eine Annahme der fairen Probenahme erforderlich. Sie beseitigt auch die Lücke durch den Fang viele mehr Photonen mit empfindsamen, supraleitenden Photon Detektoren gehalten nahe dem absoluten Nullpunkt. Jedes Mal, wenn ein Photon den Detektor treffen, verursacht es eine Erhöhung des elektrischen Widerstandes zu aktuellen.

Und obwohl die meisten Physiker nun die seltsame Gesetze der Quantenmechanik akzeptieren, das neue Experiment macht es noch schwieriger, zu behaupten, dass versteckte Variablen – die noch von Wissenschaftlern erfunden — Partikel merkwürdiges Verhalten zu erklären.

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