Natuurkundigen doorbreken standaard kwantumlimiet met 'Quantum Horror'

Albert Einstein noemde kwantumverstrengeling ‘het creëren van spookachtige dingen op afstand’, een andere

een “beangstigend” kenmerk is delokalisatie, dat wil zeggen:het vermogen van een deeltje om zich op meerdere plaatsen tegelijk te bevinden. Een team van natuurkundigen onder leiding van het Amerikaanse National Institute of Standards and Technology (NIST) heeft beide effecten voor het eerst gebruikt om een ​​ultragevoelige sensor te creëren.

Om twee objecten door elkaar te halen, moet je meestalze heel, heel dicht bij elkaar, zodat ze kunnen communiceren. In hun werk gebruikten de onderzoekers een alternatieve methode. Ze verstrengelden de atomen met behulp van licht dat werd gereflecteerd tussen spiegels die optische resonatoren worden genoemd. Op deze manier kunnen tot een miljoen atomen verstrengeld raken, die zich op een afstand van enkele millimeters of meer van elkaar bevinden.

De tweede onderzoekslijn had betrekking op:delokalisatie. De onderzoekers gebruikten lichtpulsen om de atomen zowel te laten bewegen als niet te bewegen, waarbij ze laserlicht wel en niet absorbeerden. Hierdoor bevinden de atomen zich in de loop van de tijd op twee verschillende plaatsen tegelijk.

We richten laserstralen op atomen, dus wewe splitsen eigenlijk het kwantumgolfpakket van elk atoom in twee delen, met andere woorden, het deeltje bestaat eigenlijk in twee afzonderlijke ruimtes tegelijkertijd.

Chenggi Luo, NIST-afgestudeerde student en co-auteur

Experimenteel ontwerp. Afbeelding: Graham P. Greve et al., Nature

Door deze twee effecten te combineren, creëerden de onderzoekersgebaseerd op een optische resonator materie-golf interferometer. Dit instrument meet de versnelling van de vrije val met een nauwkeurigheid die de standaard kwantumlimiet overschrijdt. Dit is een beperking van de nauwkeurigheid van een continue of repetitieve meting vanwege de kwantumruis van niet-verstrengelde atomen.

De auteurs van de studie zijn van mening dat de sensoren,die verstrengeling en delokalisatie samen zullen gebruiken, in de toekomst nauwkeurigere navigatie zullen bieden, helpen bij het verkennen van natuurlijke hulpbronnen, het nauwkeuriger bepalen van fundamentele constanten en het zoeken naar donkere materie.

Lees verder:

Starlink-signaal gehackt om te worden gebruikt als alternatief voor GPS

NASA onthulde de oorsprong van Haumea - de meest mysterieuze planeet in het zonnestelsel

Er is een monsterlijk zwart gat gevonden in de "achtertuin" van de aarde: het is heel dicht bij onze planeet