מהפכה מתחוללת באסטרונומיה. חקר כוכבי לכת חיצוניים התקדם במהלך 10 השנים האחרונות,
טכנולוגיה קוונטית תעזור
על פי מחקר שנערך לאחרונה על ידי חוקרים מאוסטרליה וסינגפור, טכנולוגיה קוונטית חדשה תשפר את ה-VLBI האופטי. מעבר רמאן אדיאבטי (STIRAP) הוא תהליך המאפשר העברת אוכלוסיה בין שני מצבים קוונטיים ישימים באמצעות לפחות שני פולסים אלקטרומגנטיים (אור) קוהרנטיים. הם שולטים במעברים של אטום בן שלוש רמות או מערכת רב רמות. תהליך הוא סוג של שליטה קוהרנטית בין מדינות. בעיקרו של דבר, הוא מאפשר העברת מידע קוונטי ללא אובדן.
בעת שימוש בתיקון שגיאות קוונטי(תיקון שגיאות קוונטי, QEC) שיטה זו עשויה לאפשר ביצוע תצפיות VLBI באורכי גל שלא היו נגישים בעבר. לאחר שתשולב עם מכשירים מהדור הבא, הטכניקה יכולה לאפשר מחקרים מפורטים יותר של חורים שחורים, כוכבי לכת חיצוניים, מערכת השמש ומשטחי הכוכבים הרחוקים.
כיצד פועלת אינטרפרומטריה?
במילים פשוטות, שיטת האינטרפרומטריה מורכבת משילוב של אור ממספר טלסקופים מסביב לכדור הארץ כדי ליצור תמונות של עצם שאחרת יהיה קשה מדי לפתרון. התאבכות קו בסיס ארוכה מאוד מתייחסת לטכניקה מיוחדת המשמשת באסטרונומיה רדיו, שבה משולבים אותות ממקורות רדיו אסטרונומיים (חורים שחורים, קוואזרים, פולסרים, ערפיליות יוצרות כוכבים וכו') ליצירת תמונות מפורטות של המבנה והפעילות שלהם. בשנים האחרונות, VLBI סיפקה את התמונות המפורטות ביותר עד כה של כוכבים המקיפים את מזל קשת A* (Sgr A*), החור השחור העל-מאסיבי במרכז הגלקסיה.
זה גם איפשר לאסטרונומים משיתוף הפעולהטלסקופ אופק אירועים (EHT) שיצלם את התמונה הראשונה של חור שחור (M87) ו-Sgr A עצמו. אבל כפי שציינו במחקר, התערבות קלאסית ולמעשה, יצירת טלסקופ בגודל כדור הארץ עדיין מפריעים על ידי מספר מגבלות פיזיות. אלה כוללים אובדן מידע, רעש והעובדה שהאור המתקבל הוא בדרך כלל קוונטי בטבע (כאשר הפוטונים מסתבכים). על ידי ביטול המגבלות הללו, ניתן יהיה להשתמש ב-VLBI למחקר אסטרונומי מדויק הרבה יותר.
פתרון לבעיה
כפי שמתארים מדענים במאמר "Visualizing Starsעם תיקון שגיאות קוונטי", תהליך שהם מדמיינים יכלול קישור קוהרנטי של אור כוכבים למצבים אטומיים "אפלים". השלב הבא הוא חיבור האור עם QEC, טכניקה המשמשת במחשוב קוונטי כדי להגן על מידע קוונטי מפני שגיאות עקב דה-קוהרנטיות ו"רעש קוונטי" אחר. אבל, כפי שמציינים מדענים, אותה שיטה תספק אינטרפרומטריה מפורטת ומדויקת יותר.
בודקים את התיאוריה
כדי לבדוק את התיאוריה שלהם, הצוות הסתכל עלתרחיש שבו שני עצמים המופרדים במרחקים גדולים אוספים אור אסטרונומי. כל אחד חולק תסבוכת מבוזרת מראש ומכיל "זיכרון קוונטי" שבו האור נכלא, וכל אחד מכין קבוצה משלו של נתונים קוונטיים (קיוביטים) לקוד כלשהו עם QEC. המצבים הקוונטיים המתקבלים מוטבעים לאחר מכן בקוד QEC משותף על ידי מפענח, המגן על הנתונים מפני פעולות רועשות עוקבות.
בשלב ה"מקודד", האות נקלט פנימהזיכרון קוונטי בשיטת STIRAP, המאפשרת צימוד אור נכנס באופן קוהרנטי למצב הלא-קריני של האטום. היכולת ללכוד אור ממקורות אסטרונומיים המסבירים מצבים קוונטיים (ולחסל רעש קוונטי ואובדן מידע) יכולה להיות מחליף משחק עבור התערבות. יתרה מכך, שיפורים אלו ישפיעו על תחומי אסטרונומיה אחרים שגם הם עוברים שינויים מהפכניים כיום.
מה השורה התחתונה?
מעבר לתדרים אופטיים, רשת כזוהדמיה קוונטית תשפר את רזולוציית התמונה בשלושה עד חמישה סדרי גודל. הכוח שלו יספיק כדי לצלם כוכבי לכת קטנים סביב כוכבים סמוכים, פרטים של מערכות כוכבים, קינמטיקה של משטחי כוכבים, דיסקות צבירה, ואפשר לפרטים סביב אופקי אירועי חורים שחורים - אף אחד מהפרויקטים המתוכננים כעת לא מסוגל לכך. למעשה, באמצעות יישום הטכנולוגיה החדשה, יעמוד לרשות האנושות טלסקופ בגודל של כוכב לכת.
קרא עוד
בינה מלאכותית סינית חוזה את מהלך הטילים היפרסוניים. שביתת התגמול תהיה לפניה
מתערובת של HPV, סרטן ועגבת, התבררו תאים "אלמותיים": מה ידוע עליהם
אסטרונומים מיפן מצאו מבנה לא ידוע בגלקסיה