За първи път ще видим квантово заплитане с очите си
Последно: 19 юни 2024 г. в 10:26
Физици от Женевския университет в Швейцария са разработили план, чрез който с наличните в момента технологии ще бъдем способни да виждаме квантовото заплитане дори с невъоръжено око.
Валентина Виволи (Valentina Vivoli) и екипът ѝ от Женевския университет са разработили експеримент, който ще позволи на човешкото око да наблюдава пряко квантово заплитане. За първи път ще имаме възможността да отговорим на интересния въпрос дали човешките същества могат да забелязват квантови ефекти.
За да направят наблюдаването на квантово заплитане възможно, физиците започнали от основите – човешкото око. То представлява фотонен детектор, така че на теория е възможно човешкото око да участва в експеримент за засичане на квантово заплитане. В подобни експерименти участват няколко двойки заплетени фотони, които се изпращат към фотодетектор; повтарянето на процеса няколко пъти позвовлява да се определи дали наистина има заплитане.
Това изглежда доста лесно, но не е. Въпреки че нашите очи са продукт от почти един милион години еволюция, те просто не са способни да забелязват единични фотони. Всяка светлочувствителна „пръчица“ в ретината трябва да бъде стимулирана от много фотони, за да се отключи процесът на същинско засичане. Смята се, че човешкото око е способно да забелязва светлина, ако фотоните са минимум седем. Обикновено очите ни отчитат светлината, когато фотоните са стотици или хиляди.
Но дори и при хиляди фотони, очите ни не се смятат за ефективни фотодетектори. Съвременните инструменти в лабораториите имат ефективност над 90%, докато ефективността на окото е само 8%. Това е огромна пречка в опитите на учените да видят с очите си квантово заплитане.
Освен неефективността на очите ни, проблем създава и наличната технология. Физиците са способни да заплитат до около шест атома наведнъж, а дори и това се постига изключително трудно.
Става очевидно, че единственият начин да видим фотонно заплитане със собствените се очи, е да усилим ефекта на единичен заплетен фотон, но трябва да сме сигурни, че в същото време не разрушаваме самото заплитане.
Виволи и екипът ѝ твърдят, че са открили начин, по който да усилват ефекта на единичен заплетен фотон в много фотони, които очите ни ще са способни да видят. Методът се нарича „процес по изместване“ (displacement operation) и простичко казано представлява интерференция между два квантови обекта, така че фазата на единия да се променя от другия.
За да стане това, трябва да се използва разделител на лъчи. Лъч от кохерентни лазерни фотони се насочва към разделителя, преминава през него, но промяна във фазата, го кара да се отрази. Ако бъде добавен втори лазерен лъч, той ще промени фазата на първия, отразявайки го отново, вместо да го насочи през разделителя. По този начин вторият лъч контролира дали първият ще се отрази или не.
Според Виволи технологията, нужна за този експеримент, е налична. Според физиците тяхната работа „убедително демонстрира възможността да се реализира първият експеримент, в който квантово заплитане е наблюдавано от човешко око“.
Остава само експериментът да бъде направен и да се види дали теорията работи наистина. А през това време ние ще очакваме с нетърпение възможността да можем буквално да надникнем в странния свят на квантовата физика.
