Tim istraživača iz Australije i SAD prvi put je eksperimentalno potvrdio upletenost impulsa (moment kretanja) atoma koristeći ultrahladne atome helijuma i Rarity‑Tapster interferometar. Rezultat, objavljen u Nature Communications, ključan je zato što atomi imaju masu—što omogućava da se u istom eksperimentu ispituju kvantni efekti i gravitacija. Eksperiment je uključivao tri oblaka helijuma, laserske rešetke i test u okviru Bellove nejednakosti, a otkriće otvara put za istraživanja kvantne gravitacije.
Prvi Eksperimentalni Dokaz Upletenosti Impulsa Atoma Otvara Put Ka Kvantnoj Gravitaciji
Scientists Entangle the Momentum of AtomsJust_Super - Getty Images
Tim naučnika iz Australije i SAD je prvi put eksperimentalno potvrdio da moment (impuls) kretanja atoma može biti kvantno upleten — do sada potvrđeno samo za fotone. Rad objavljen u Nature Communications izveden je pomoću ultrahladnih atoma helijuma i složenog eksperimentalnog sistema poznatog kao Rarity‑Tapster interferometar.
Zašto je ovo važno?
Za razliku od fotona, atomi imaju masu, pa potvrda njihove upletenosti u pogledu spoljnog kretanja otvara mogućnost da se u istom eksperimentu prouče kvantni efekti i gravitacija. To predstavlja korak ka eksperimentalnom povezivanju kvantne mehanike i teorije relativnosti—dva okvira koja dugo nisu kompatibilna u opštoj teoriji fizike.
Kako je izveden eksperiment
Istraživači sa Australian National University (ANU), University of Queensland i University of Oklahoma koristili su tri oblaka ultrahladnog helijuma zadržana u magnetnom zamku. Nakon gašenja magneta, oblaci su padali pod dejstvom gravitacije i prolazili kroz niz laserskih „rešetki“ (grating pulses) koje su atomima omogućile da se kreću duž više mogućih putanja sa jednakom verovatnoćom.
Ovakva konfiguracija formira Rarity‑Tapster interferometar i omogućava izvođenje testa u okviru Bellove nejednakosti — standardnog okvira za dokaz ne‑lokalnosti i kvantne upletenosti. Merenja su pokazala neprikosnovenu korelaciju između impulsa dva razdvojena atoma, što potvrđuje upletenost njihovog spoljnog kretanja.
„Pokazali smo nelokalnost u spoljnjem kretanju atoma, a ne u unutrašnjim stepenima slobode poput spina“, rekao je Yogesh Sridhar, glavni autor i doktorand na ANU. „Ovi rezultati jačaju poverenje u kvantnu teoriju i otvaraju put za testiranje kvantnih modela sa sve većim, makroskopskim objektima.“
Implikacije i naredni koraci
Potvrda upletenosti impulsa atoma znači da je sada izvodljivo dizajnirati eksperimente u kojima atomi prolaze kroz različite prostorne putanje i zbog toga doživljavaju različite gravitacione uslove, dok su i dalje u kvantnom superponovanom ili upletenom stanju. Takvi eksperimenti bi mogli direktno testirati kako gravitacija utiče na kvantna stanja i eventualno ponuditi eksperimentalne smernice za teorije kvantne gravitacije.
Vodeći istraživač Sean Hodgman ističe: „Pomalo je neverovatno da svet funkcioniše ovako, ali pokazali smo da je to deo realnosti. Sada možemo razmišljati o eksperimentima koji ciljaju gravitacione efekte na kvantne sisteme sa masom.“
Rezultat predstavlja važan korak u eksperimentalnoj kvantnoj fizici: demonstrira da se kvantna nelokalnost može manifestovati u spoljnjem kretanju čestica sa masom i otvara nove puteve za istraživanja na preseku kvantne teorije i gravitacije.
Gde je objavljeno: Nature Communications. Glavni autori: Yogesh Sridhar i Sean Hodgman (ANU) u saradnji sa timovima sa University of Queensland i University of Oklahoma.
Pomozite nam da budemo bolji.
