Atome können natürlich nicht sprechen. Aber sie können aufeinander reagieren. Dies gilt insbesondere für
Jedes dieser Atome trägt einen kleinen MagnetenMoment namens Spin. Diese Drehungen beeinflussen sich gegenseitig, wie die Nadeln eines Kompasses, wenn man sie näher zueinander bewegt. Wenn Sie einem von ihnen einen Schubs geben, beginnen sie, sich auf ganz bestimmte Weise zusammenzubewegen. Aber nach den Gesetzen der Quantenmechanik kann jeder Spin gleichzeitig in verschiedene Richtungen gerichtet sein und so eine Überlagerung bilden. Das bedeutet, dass die eigentliche Übertragung von Quanteninformationen zwischen Atomen stattfindet, wie eine Art Gespräch.
Im großen Stil erfolgt dieser Informationsaustausch zwischenAtome können zu anderen ungewöhnlichen Phänomenen führen. Ein klassisches Beispiel ist die Supraleitung: ein Effekt, bei dem einige Materialien unterhalb einer kritischen Temperatur jeglichen elektrischen Widerstand verlieren. Wissenschaftler können erklären, was in den einfachsten Fällen passiert, aber es ist unbekannt, wie dieser Effekt in komplexen Materialien auftritt.
In der neuen Arbeit platzierten die Autoren zwei Atome nebeneinandermiteinander, um zu sehen, was passiert. Möglich ist dies dank eines Rastertunnelmikroskops: einem Gerät, mit dem eine scharfe Nadel Atome einzeln untersuchen und sogar neu anordnen kann. Mit diesem Gerät platzierten die Forscher zwei Titanatome knapp über einen Nanometer voneinander entfernt. In diesem Abstand können Atome den Spin des anderen erkennen.
Als nächstes drehten sie den Spin eines der beiden Atome schnell um, indem sie einen plötzlichen Stromstoß auslösten. Zu ihrer Überraschung führte dieser Ansatz zur Quantenwechselwirkung.
Für zwei Atome zusammen ist der neue Zustand eine perfekte Überlagerung, die den Austausch von Informationen untereinander ermöglicht.
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