นักฟิสิกส์ทำลายขีด จำกัด ควอนตัมมาตรฐานด้วย 'สยองขวัญควอนตัม'

อัลเบิร์ต ไอน์สไตน์เรียกการพัวพันควอนตัมว่า "การสร้างการกระทําที่น่ากลัวในระยะไกล" อีกเรื่องหนึ่ง

คุณลักษณะ "น่ากลัว" คือ delocalization นั่นคือความสามารถของอนุภาคที่จะอยู่ในหลาย ๆ ที่ในเวลาเดียวกันทีมนักฟิสิกส์ที่นําโดยสถาบันมาตรฐานและเทคโนโลยีแห่งชาติสหรัฐฯ (NIST) ได้ใช้เอฟเฟกต์ทั้งสองเป็นครั้งแรกเพื่อสร้างเซ็นเซอร์ที่มีความไวสูง

ในการทำให้สิ่งของสองชิ้นสับสน คุณต้องนำพวกเขาสนิทกันมากเพื่อให้สามารถโต้ตอบได้ ในงานของพวกเขา นักวิจัยใช้วิธีอื่น พวกเขาเข้าไปพัวพันกับอะตอมโดยใช้แสงที่สะท้อนระหว่างกระจกที่เรียกว่าออปติคัลเรโซเนเตอร์ ด้วยวิธีนี้ อะตอมสามารถพันกันได้มากถึงหนึ่งล้านอะตอม โดยอยู่ห่างจากกันหลายมิลลิเมตรขึ้นไป

การวิจัยบรรทัดที่สองเกี่ยวข้องกับการแปลเป็นภาษาท้องถิ่น นักวิจัยใช้พัลส์ของแสงเพื่อทำให้อะตอมเคลื่อนที่และไม่เคลื่อนที่ไปพร้อม ๆ กัน โดยดูดซับและไม่ดูดซับแสงเลเซอร์ สิ่งนี้ทำให้อะตอมอยู่ในสองที่ต่างกันในเวลาเดียวกันเมื่อเวลาผ่านไป

เราเล็งลำแสงเลเซอร์ไปที่อะตอม ดังนั้นเราเราแบ่งแพ็กเก็ตคลื่นควอนตัมของแต่ละอะตอมออกเป็นสองส่วน กล่าวอีกนัยหนึ่ง อนุภาคมีอยู่จริงในช่องว่างสองช่องแยกกันในเวลาเดียวกัน

Chenggi Luo นักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษาของ NIST และผู้เขียนร่วม

การออกแบบการทดลอง ภาพ: Graham P. Greve et al., Nature

นักวิจัยได้ร่วมกันสร้างเอฟเฟกต์ทั้งสองนี้อิงตามอินเตอร์เฟอโรมิเตอร์แบบคลื่นสสารของเรโซเนเตอร์ออปติคัล เครื่องมือนี้วัดการเร่งความเร็วจากการตกอย่างอิสระด้วยความแม่นยำที่เกินขีดจำกัดควอนตัมมาตรฐาน นี่เป็นข้อจำกัดด้านความแม่นยำของการวัดแบบต่อเนื่องหรือแบบซ้ำๆ อันเนื่องมาจากสัญญาณรบกวนควอนตัมของอะตอมที่ไม่พันกัน

ผู้เขียนศึกษาเชื่อว่าเซ็นเซอร์ซึ่งจะใช้การพัวพันและการย้ายถิ่นฐานร่วมกัน ให้การนำทางที่แม่นยำยิ่งขึ้นในอนาคต ช่วยสำรวจทรัพยากรธรรมชาติ กำหนดค่าคงที่พื้นฐานได้แม่นยำยิ่งขึ้น และค้นหาสสารมืด

อ่านเพิ่มเติม:

สัญญาณ Starlink ถูกแฮ็กเพื่อใช้เป็นทางเลือกแทน GPS

NASA เปิดเผยที่มาของ Haumea - ดาวเคราะห์ลึกลับที่สุดในระบบสุริยะ

พบหลุมดำสัตว์ประหลาดใน "สนามหลังบ้าน" ของโลก: ใกล้กับโลกของเรามาก