بیگ بنگ: تیمی از محققان دانشگاه UEA به رهبری پروفسور دیوید اندروز نشان دادند که وقتی فوتون‌ها به صورت جفتی ایجاد می‌شوند می‌توانند به جای یک مکان ِ یکسان از مکان‌های متفاوتی برخوردار شوند.

به گزارش بیگ بنگ، این یافته‌ها می‌تواند پیامدهای مهمی برای فیزیک کوانتومی که پایه‌ی نظری فیزیک مدرن است، داشته باشد. تا به امروز فرض کلی این بود که جفت فوتون‌ها حتما از یک نقطه در فضا نشات می‌گیرند. درهم تنیدگی کوانتومی به طور گسترده‌ای در آزمایشگاه‌ها در فرایندهای بی‌شماری از رمزنگاری کوانتومی تا انتقال اطلاعات کوانتومی کاربرد دارد.(درهم‌تنیدگی که اینشتین از آن با عنوان “عمل شبح‌وار در یک فاصله” یاد می‌کند، پدیده‌یی است که در آن دو ذره به عنوان یک سیستم عمل می‌کنند حتی هنگامی که توسط فواصل عظیم از هم جدا شده باشند.)

پروفسور اندروز و همکارانش پروسه‌ای به نام تبدیل پایین پارامتری خود به خودی (SPDC) را مورد بررسی قرار دادند که در آن پرتوهای فوتون از یک کریستال عبور داده می‌شود تا جفت‌های درهم تنیده‌ای از فوتون‌ها تولید شوند. آنها توضیح می‌دهند: « این فرایند در یک سطح بنیادی شامل تبدیل پرتوی فوتون‌ها به زوج‌های با فاز ِ یکسان به وسیله‌ی فعل انفعالات مواد که شامل حساسیت اپتیکی غیر خطی مرتبه دوم می‌باشند، است: یک واکنش دوقطبی الکتریکی از مرتبه‌ی سوم.»

وی افزود:« هر زوج فوتون تولید شده دارای انرژی و تکانه‌ای برابر با فوتون متناظر خنثی است آنها همچنین قطبشی همبسته از خود نشان می‌دهند. زمانی که فوتون‌های ایجاد شده به طور یکسان انرژی دریافتی را به اشتراک می‌گذارند، فرایندی به نام تبدیل پایین ِ انحطاطی (DDC) رخ می دهد. تا به امروز گمان می‌کردیم فوتون‌های جفت شده از یک مکان نشات می‌گیرند. اکنون شناسایی یک مکانیزم نامستقر نشان می‌دهد که هر  فوتون از این جفت فوتون می‌تواند از نقاطی جدا در فضا ساطع شوند و یک عدم قطعیت مکانی جدید از یک منشا کوانتومی بنیادی را معرفی می‌کنند.»

درهم تنیدگی حالات کوانتوم در هر زوج ذرات کاربردهای مهمی در محاسبات کوانتومی – سیستم‌های محاسبات نظری که پتانسیل پردازش مشکلات داده‌های عظیم را با سرعت باور نکردنی دارند- و حوزه‌های دیگر فیزیک کوانتومی دارد. نتایج این تیم به دلیل محدود کردن رزولوشن فضایی بسیار مهم می‌باشند. پروفسور اندروز می‌گوید: «هر چیزی به مقداری کوانتومی فازی است و فوتون‌ها گلوله‌های کوچک سختی از نور که عموما تصور می‌شوند، نیستند.» جزئیات بیشتر پژوهش در نشریۀ Physical Review Letters منتشر شده است.

ترجمه: معصومه رحیمی/ سایت علمی بیگ بنگ

منبع: sci-news.com