Keterikatan kuantum kini telah diamati secara langsung pada skala makroskopik: ScienceAlert

Belitan kuantum adalah bergabungnya dua partikel atau objek bersama-sama, meskipun mereka mungkin berjauhan – sifat masing-masing terkait dengan cara yang tidak mungkin dilakukan di bawah aturan fisika klasik.

Ini adalah fenomena aneh yang digambarkan oleh Einstein sebagai “pekerjaan jarak jauh yang menakutkan‘, tetapi eksentrisitasnya yang membuatnya sangat menarik bagi para ilmuwan Belajar 2021Kuantum menjerat Mereka diamati dan dicatat secara langsung pada skala makroskopik – skala yang jauh lebih besar daripada partikel subatomik yang biasanya terkait dengan keterjeratan.

Dimensi yang terlibat masih cukup kecil dari perspektif kami – eksperimen melibatkan dua barel aluminium sekecil seperlima lebar rambut manusia – tetapi di dunia fisika kuantum, mereka cukup besar.

“Jika Anda menganalisis data posisi dan momentum kedua drum secara independen, mereka masing-masing terlihat panas,” Fisikawan Jean Théophile berkata:dari Institut Nasional Standar dan Teknologi (NIST) di AS, tahun lalu.

“Tetapi melihat mereka bersama-sama, kita dapat melihat bahwa apa yang tampak seperti gerakan acak dari satu drum terkait erat dengan yang lain, dengan cara yang hanya dapat dicapai dengan Keterikatan kuantum. “

Meskipun tidak ada yang mengatakan bahwa keterjeratan kuantum tidak dapat terjadi dengan objek makroskopik, sebelum itu diperkirakan bahwa efeknya tidak terlihat pada skala yang lebih besar – atau mungkin skala makroskopik diatur oleh seperangkat aturan lain.

Penelitian terbaru menunjukkan bahwa ini tidak terjadi. Sebenarnya, aturan kuantitatif yang sama juga berlaku di sini, dan aturan itu juga bisa dilihat. Para peneliti menggetarkan membran silinder kecil menggunakan foton gelombang mikro dan menjaganya tetap sinkron dalam posisi dan kecepatannya.

Untuk mencegah gangguan eksternal, masalah umum dengan kasus kuantum, drum didinginkan, saling bertautan, dan diukur dalam fase terpisah saat berada di dalam wadah berpendingin. Keadaan barel kemudian dikodekan ke dalam medan gelombang mikro refleks yang beroperasi dengan cara yang mirip dengan radar.

Studi sebelumnya juga telah melaporkan keterikatan kuantum makroskopik, tetapi makalah 2021 melangkah lebih jauh: semua pengukuran yang diperlukan dicatat daripada disimpulkan, dan keterikatan dihasilkan dengan cara deterministik, non-acak.

di Serangkaian pengalaman yang terhubung tetapi terpisahpeneliti juga bekerja dengan drum makroskopik (atau osilator) dalam kasus belitan kuantum telah menunjukkan bagaimana posisi dan momentum dua drum dapat diukur secara bersamaan.

“Dalam pekerjaan kami, drumhead menunjukkan gerakan kuantum kolektif,” Fisikawan Laure Mercier de Lipinay berkata:dari Universitas Aalto di Finlandia. “Barel bergetar dalam fase yang berlawanan satu sama lain, sehingga ketika satu berada di posisi akhir dari siklus getaran, yang lain berada di posisi yang berlawanan pada saat yang sama.”

“Dalam hal ini, ketidakpastian kuantum pergerakan drum dibatalkan jika kedua drum diperlakukan sebagai entitas mekanika kuantum tunggal.”

Apa yang membuat berita besar ini adalah dia berjalan-jalan Prinsip Ketidakpastian Heisenberg Gagasan bahwa posisi dan momentum tidak dapat diukur secara sempurna pada saat yang bersamaan. Prinsipnya menyatakan bahwa merekam pengukuran apa pun akan mengganggu yang lain melalui proses yang disebut Aksi kembali kuantum.

Selain mendukung penelitian lain dalam mendemonstrasikan keterjeratan kuantum makroskopik, penelitian khusus ini menggunakan keterjeratan ini untuk menghindari tindakan latar belakang kuantum—pada dasarnya menyelidiki garis antara fisika klasik (di mana prinsip ketidakpastian berlaku) dan fisika kuantum (di mana sekarang tampaknya tidak ada). menjadi).

Salah satu aplikasi potensial di masa depan dari dua rangkaian hasil adalah dalam jaringan kuantum – kemampuan untuk memanipulasi dan menjerat objek dalam skala mikroskopis sehingga mereka dapat memberi daya pada jaringan komunikasi generasi berikutnya.

Fisikawan Hoi-Kwan Lau dan Aashish Clerk, yang tidak terlibat dalam penelitian ini, menulis dalam Mengomentari penelitian yang dipublikasikan pada saat itu.

Tidak pertama dan Kedua Studi ini dipublikasikan di Ilmu Pengetahuan.

Versi artikel ini pertama kali diterbitkan pada Mei 2021.