Kvantoptilises sides püstitati uued võimsad kestvusrekordid
Kvantseotus on kurioosne fenomen, mida Albert Einstein nimetas „spukhafte Fernwirkung“ (tontlik sündmus kauguses). Kaks eraldiseisvat seotud kvantsüsteemi omavad esmapilgul kummalist sidet: üht süsteemi mõõtes (sellest andmeid lugedes) on teine osapool sellest justkui „teadlik“. Öeldakse, et kaks süsteemi on koreleeritud. Niels Bohri Instituudi katses seoti omavahel kaks tseesiumi aatomi pilve.
Aatompilve mõõtmist piltlikustab kuulus Scrödingeri kassi paradoks (loe siit). Kassi surnud või elus „olek“ otsustatakse vaatleja poolt. Kui mõlemas aatompilves oleks üks kass, siis välise vaatleja toimel kollabeeruks üks vaadeldav kassidest näiteks surnud olekusse. Teine kass jõuaks kohe samasse olekusse ilma, et teda peaks vaatlema. Kassid on omavahel superpositsioonis – tõlkija märkus.
Juhusliku protsessi juhtimine
Seotud oleku loomiseks kasutasid teadlased valgust. Valgus koosneb footonitest, mis on valgusimpulsi väikseimad osakesed. Aatomis tekib valguse neeldumisel ergastatus, mille tulemusena kiirgub aatomist juhuslikul ajahetkel juhuslikus suunas footon. Protsessi juhuslikkus on olnud seotud kvantoleku loomisel suureks takistuseks. NBI teadlased suutsid aga footonite kiirgumist kontrollida.
Seotud oleku hoidmine
Katses kasutatud tseesiumi aatomite pilved asetsesid eraldiseisvates klaasanumates. Mõlema anuma valgustamisel laservalgusega muutub aatomite süsteemi summaarne spinn (loe siit), mis viib aatomite pilved seotud kvantolekusse. Seotuse tõttu osad kahe pilve omadustest korreleeruvad. Ent laservalgusest ergastatud aatomid hakkavad suvalistes ruumi suundades footoneid kiirgama ja seotud olek kaob. Protsess vältab vaid sekundi murdosa.
„Meie arendasime viisi seotuse uuendamiseks niipea kui see katkeb. Sel viisil saame aatomite pilvede vahelist seotust hoida kuni tunni,“ seletab NIB teadlane Hanna Krauter.
Teooriast reaalsusesse
Teadustöö viidi läbi koos Max Plancki Kvantoptika Instituudiga, kus on varem töötatud seotud kvantolekute teooria kallal. Teoreetilised füüsikud on seotuse kestvuse pikendamiseks pakkunud sarnaseid lahendus juba viis aastat, ent alles nüüd jõuti praktilise tulemuseni.
„Oleme astunud sammu lähemale laboriväliste kvantsidesüsteemide arenguni. Tehnoloogiat saab rakendada näiteks Interneti andmeside arendamiseks. Lisaks on seotud kvantoleku abil võimalik sooritada ülitäpseid väga väikeste magnetväljade mõõtmisi. Täpseid magnetomeetreid saab kasutada näiteks inimese südame ja aju elektrilise aktiivsuse mõõtmiseks,“ seletab tööga seotud professor Eugene Polzik.
Jälgi Forte uudiseid ka Twitteris!