Kvantinis susipynimas aptiktas rankoje telpančiame kristale
Naujas atradimas kvantinės fizikos srityje
Kvantinis susipynimas dažnai įsivaizduojamas kaip trapus reiškinys, pasireiškiantis izoliuotose atomų, fotonų, superlaidžių grandinių sistemose, vakuumo kamerose ir beveik absoliutaus nulio temperatūrose. Tačiau fizikai iš TU Wien ir jų kolegos aptiko stiprų daugialypį susipynimą centimetro dydžio kristale, kuris yra pakankamai didelis, kad jį būtų galima laikyti rankoje.
Keistasis metalas Ce₃Pd₂₀Si₆
Aptiktasis medžiaga yra Ce₃Pd₂₀Si₆, „keistasis metalas“, sudarytas iš cerio, paladžio ir silicio. Keistieji metalai garsėja tuo, kad elgiasi kitaip nei įprasti metalai: jų elektrinis pasipriešinimas keičiasi neįprastai, o ankstesni eksperimentai rodo, kad jų srovė gali tekėti su stebėtinai mažu triukšmu.
Neutronų sklaidos eksperimentas
Norėdami pažvelgti į kristalo vidų, tyrėjai naudojo neelastinę neutronų sklaidą Institut Laue-Langevin Grenoblyje. Paprastai tariant, jie šaudė neutronus į medžiagą ir matavo, kaip kristalas reagavo. Tada jie analizavo šią reakciją naudodami kvantinę Fišerio informaciją – matematinį įrankį iš kvantinės metrologijos, kuris gali atskleisti, ar daugelis sistemos dalių veikia nepriklausomai, ar kaip susipynusi visuma.
Atradimo reikšmė
Rezultatai parodė, kad kristalo reakcija negali būti paaiškinta kaip atskirų dalelių veikimas. Duomenys rodo, kad veikia bent devyni kvantiškai susipynę vienetai. Nors tai nereiškia, kad visas kristalas buvo įtrauktas į Schrödingerio katės stiliaus superpoziciją, ir tai nėra iškart naudinga kvantiniam skaičiavimui, tai yra didelis pasiekimas. Tai rodo, kad susipynimą galima aptikti masyvioje kvantinėje medžiagoje, o ne tik kruopščiai izoliuotose mikroskopinėse sistemose.
Ateities perspektyvos
Šis atradimas suteikia fizikams naują būdą sujungti dvi sritis, kurios dažnai naudoja labai skirtingas kalbas: kvantinės informacijos mokslą ir kietojo kūno fiziką. Vis dėlto svarbu pabrėžti, kad eksperimentas nebuvo atliktas kambario temperatūroje – jam reikėjo itin žemų temperatūrų ir kruopščiai sureguliuoto magnetinio lauko. Nepaisant to, atradimas yra įdomus: kvantinis keistumas gali slypėti medžiagose, kurias galime matyti ir liesti. Reikėjo tik tinkamo įrankio, kad tai išmatuotume.
