Zwei Diamanten verbunden durch seltsame Quantenverschränkung

Wissenschaftler haben verknüpft zwei Diamanten in einem mysteriösen Prozess namens Verstrickung, die normalerweise nur auf Quanten-Ebene gesehen.

Verschränkung ist so seltsam, dass Einstein nannte es "spooky Fernwirkung." Es ist eine seltsame Wirkung, wo ein Objekt zu einem anderen verbunden wird, so dass selbst wenn sie durch große Entfernungen voneinander getrennt sind, eine Aktion auf einer anderen auswirkt. Verstrickung in der Regel tritt bei subatomaren Teilchen und wurde durch die Theorie der Quantenmechanik, regelt das Reich des sehr kleinen vorhergesagt.

Aber jetzt Physikern gelungen, Wucherwurzeln zwei makroskopische Diamanten zeigen, dass die quantenmechanische Effekte nicht auf der mikroskopischen Skala beschränkt sind.

"Ich glaube, es ist ein wichtiger Schritt in ein neues Regime des Denkens über Quantenphänomene," sagte Physiker Ian Walmsley der englischen Universität von Oxford." Dass ist in diesem Regime der größeren Welt, Raumtemperaturen, Umgebungsbedingungen. Obwohl das Phänomen erwartet wurde, zu existieren, wird tatsächlich in der Lage, sie in einem solchen System zu beobachten, wie wir denken ganz schön aufregend." [Verdreht Physik: 7 mind-blowing Ergebnisse]

Eine weitere Studie kürzlich verwendete Quantenverschränkung Teleport Bits des Lichts von einem Ort zum anderen. Und anderen Forschern gelungen Wucherwurzeln makroskopische Objekte vor, aber sie haben in der Regel wurde unter besonderen Umständen, in besonderer Weise vorbereitet und auf kryogenen Temperaturen abgekühlt. In die neue Errungenschaft waren die Diamanten groß und nicht bereit in irgendeiner spezieller Weise, sagte der Forscher.

"Es ist groß genug kann man es," Walmsley sagte LiveScience der Diamanten. " Sie sitzen auf dem Tisch, in der normalen Ansicht. Das Labor ist nicht besonders kalten oder heißen, sondern nur Ihre alltäglichen Raum."

Walmsley, gelang zusammen mit einem Team von Physikern, die unter der Leitung von Oxford graduate Student Ka Chung Lee, dieses Kunststück durch die Schwingung der beiden Diamantkristalle verwickelt. Dazu eingerichtet die Forscher eine Vorrichtung, einen Laserpuls auf beiden Diamanten gleichzeitig zu senden. Manchmal, verändert das Laserlicht Farbe, zu einer niedrigeren Frequenz nach der Kollision mit der Diamanten. Gesagt, dass die Wissenschaftler, dass es einiges an Energie verloren hatte.

Weil Energie in geschlossenen Systemen erhalten werden muss (wo es keine Eingabe von außen Energie), die Forscher wussten, dass die "verlorene" Energie in irgendeiner Weise verwendet worden war. In der Tat war die Energie in Schwingung Bewegung für einen der Diamanten umgewandelt worden (wenn auch Bewegung, die zu klein, um visuell zu beobachten ist). Allerdings hatten die Wissenschaftler keine Möglichkeit zu wissen, welche Diamant vibrieren war.

Die Forscher schickte einen zweiten Impuls von Laserlicht durch das System jetzt vibrieren. Diesmal, wenn das Licht mit einer Farbe der höheren Frequenz entstanden, bedeutete es, dass es die Energie gewonnen hatte, wieder durch die Aufnahme es aus Diamant, ihre Schwingung zu stoppen.

Die Wissenschaftler hatten zwei separate Detektoren, das Licht des Lasers messen eingerichtet – eine für jeden Diamanten.

Wenn die zwei Diamanten verstrickt waren nicht, erwarten die Forscher jeder Melder zu einen veränderten Laserstrahl etwa 50 Prozent der Zeit registrieren. Es ist ähnlich wie eine Münze, wo zufällige Chance zu Köpfe etwa die Hälfte der Zeit führen würde und die andere Hälfte die Zeit im Durchschnitt Schwänzen zu werfen.

Statt, weil die zwei Diamanten verbunden waren, fanden sie, dass ein Detektor die Änderung jedes Mal gemessen, und die anderen Detektor nie abgefeuert. Die zwei Diamanten, so schien es, waren so verbunden, dass sie als eine Einheit, sondern als zwei einzelne Objekte reagierten.

Die Wissenschaftler berichten in der 2 Dezember-Ausgabe der Zeitschrift Science.

"Jüngste Fortschritte in der Quantum Control Techniques erlaubt Verschränkung für physikalische Systeme mit zunehmender Komplexität und Trennung Abstand einzuhalten haben," schrieb University of Michigan Physiker Luming Duan, der nicht an der Studie beteiligt war, in einem begleitenden Essay in der gleichen Ausgabe der Wissenschaft." Lee Et Al. nehmen einen wichtigen Schritt in diese Richtung durch den Nachweis der Verschränkung zwischen Schwingungsmuster der Atome – Phonon Modi – zwei Diamant-Proben von Millimeter Größe bei Raumtemperatur, getrennt durch einen makroskopischen Abstand von ca. 15 cm. "

Neben der Förderung der wissenschaftlichen Verständnis der Verschränkung, die Forschung könnte helfen, schneller Computer namens photonische Prozessoren, unter Berufung auf Quanteneffekten, entwickeln, sagte Oxford Physiker Michael Sprague, ein anderes Teammitglied an dem Projekt.

"Das langfristige Ziel ist, dass wenn Sie die Kraft der Quantenphänomene nutzen können, Sie potenziell effizienter als bisher tun können", sagte Sprague.

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