Uluiţi, cercetătorii au descoperit că doi fotoni inseparabili din fizica cuantică seamănă foarte bine cu străvechiul simbol chinez yin-yang

Cercetătorii de la Universitatea din Ottawa, în colaborare cu Danilo Zia și Fabio Sciarrino de la Universitatea Sapienza din Roma, au demonstrat recent o tehnică nouă care permite vizualizarea funcției de undă a doi fotoni inseparabili. Folosind analogia unei perechi de pantofi, conceptul de inseparabilitate poate fi asemănat cu alegerea la întâmplare a unui pantof. În momentul în care identifici un pantof, natura celuilalt (fie că este pantoful stâng sau drept) este discernată instantaneu, indiferent de locația lui în Univers.

Funcția de undă, un principiu central în mecanica cuantică a unei particule, oferă o înțelegere cuprinzătoare a stării cuantice. În exemplul cu pantoful de mai sus, funcția de undă a pantofului poate conține informații precum stânga sau dreapta, mărimea, culoarea și așa mai departe. Mai precis, funcția de undă permite oamenilor de știință să prezică rezultatele probabile ale diferitelor măsurători asupra unei entități cuantice, de exemplu, poziția, viteza etc.

Această capacitate de predicție este de neprețuit, mai ales în domeniul în progres rapid al tehnologiei cuantice, unde cunoașterea unei stări cuantice care este generată sau introdusă într-un computer cuantic va permite testarea computerului în sine. Mai mult, stările cuantice utilizate în calculul cuantic sunt extrem de complexe, implicând multe entități care pot prezenta corelații non-locale puternice (inseparabilitate). Cunoașterea funcției de undă a unui astfel de sistem cuantic este o sarcină dificilă – aceasta este cunoscută și sub numele de tomografie cuantică în stare sau tomografie cuantică pe scurt. O tomografie completă necesită un număr mare de măsurători care crește rapid odată cu complexitatea (dimensionalitatea) sistemului.

Experimentele anterioare efectuate cu această abordare de către grupul de cercetare au arătat că măsurarea stării cuantice de dimensiuni înalte a doi fotoni inseparabili poate dura ore sau chiar zile. Mai mult, calitatea rezultatului este foarte sensibilă la zgomot și depinde de complexitatea configurației experimentale.

Abordarea de măsurare proiectivă a tomografiei cuantice poate fi gândită ca privind umbrele unui obiect de dimensiuni înalte proiectate pe diferiți pereți din direcții independente. Tot ce poate vedea un cercetător sunt umbrele și, din ele, pot deduce forma (starea) întregului obiect. În optica clasică, totuși, există o altă modalitate de a reconstrui un obiect 3D. Aceasta se numește holografie digitală și se bazează pe înregistrarea unei singure imagini, numită interferogramă, obținută prin interferarea luminii împrăștiate de obiect cu o lumină de referință. În cercetarea actuală, s-a extins acest concept la cazul a doi fotoni.

Reconstruirea unei stări bifotonice necesită suprapunerea acesteia cu o stare cuantică probabil binecunoscută și apoi analizarea distribuției spațiale a pozițiilor în care sosesc doi fotoni simultan. Imaginea sosirii simultane a doi fotoni este cunoscută ca o imagine coincidență. Acești fotoni pot proveni din sursa de referință sau din sursa necunoscută. Mecanica cuantică afirmă că sursa fotonilor nu poate fi identificată. Acest lucru are ca rezultat un model de interferență care poate fi utilizat pentru a reconstrui funcția de undă necunoscută. Acest experiment a fost posibil printr-o cameră avansată care înregistrează evenimente cu rezoluție în nanosecunde pe fiecare pixel.

Această metodă este exponențial mai rapidă decât tehnicile anterioare, necesitând doar câteva minute sau secunde, în loc de zile întregi. Astfel, timpul de detectare nu este influențat de complexitatea sistemului. Impactul acestei cercetări are potențialul de a accelera progresele tehnologiei cuantice, cum ar fi îmbunătățirea caracterizării stării cuantice, comunicarea cuantică și dezvoltarea de noi tehnici de imagistică cuantică.

Sursa: lucrarea ştiinţifică „Imagistica interferometrică a amplitudinii și fazei stărilor bifotonice spațiale” / phys.org

P.S. Foarte interesant, însă, că în această lucrare avem o reconstrucţie holografică a unui bifoton, care se aseamănă cu celebrul simbol yin – yang, două concepte dualiste, de natură spirituală, ce își au originea în filozofia și metafizica chineză. Coincidenţă?

ATENTIE! Intrucat nu toate sursele sunt de incredere si, uneori, este foarte greu pentru a fi verificate, unele articole de pe site-ul lovendal.ro trebuie sa fie luate cu precautie. Site-ul acesta nu pretinde ca toate articolele sunt 100% reale, scopul fiind acela de a prezenta mai multe puncte de vedere si opinii asupra unui anumit subiect (chiar daca acestea par a fi contradictorii). Asadar, erorile si ambiguitatile nu pot fi excluse complet. Prin urmare, nu ne asumam nicio responsabilitate pentru actualitatea, acuratetea, caracterul complet sau calitatea informatiilor furnizate. Utilizatorii folosesc continutul acestui site pe propriul risc.