Illustration av de 15 mikrometer breda trumskallarna som är förberedda på kiselchips som används i experimentet. Trumskallarna vibrerar vid hög ultraljudsfrekvens, och det säregna kvanttillståndet som Einstein förutspådde skapades av vibrationerna. Upphovsman:Aalto University/Petja Hyttinen &Olli Hanhirova, ARKH Arkitekter.
Kanske är den märkligaste förutsägelsen av kvantteori trassel, ett fenomen där två avlägsna föremål sammanflätas på ett sätt som trotsar både klassisk fysik och en förnuftig förståelse av verkligheten. År 1935, Albert Einstein uttryckte sin oro över detta koncept, hänvisar till det som "spöklik handling på avstånd".
I dag, trassel anses vara en hörnsten i kvantmekaniken, och det är nyckelresursen för en mängd potentiellt transformerande kvanttekniker. Förträngning är, dock, extremt ömtålig, och det har tidigare observerats endast i mikroskopiska system som ljus eller atomer, och nyligen i supraledande elektriska kretsar.
I arbete som nyligen publicerades i Natur , ett team som leds av prof. Mika Sillanpää vid Aalto -universitetet i Finland har visat att sammanblandning av massiva objekt kan genereras och upptäckas.
Forskarna lyckades föra rörelserna från två individuella vibrerande trumskallar - tillverkade av metalliskt aluminium på ett kiselchip - till ett intrasslat kvanttillstånd. De makroskopiska föremålen i experimentet är verkligen massiva jämfört med atomskalan - de cirkulära trumspetsarna har en diameter som liknar bredden på ett tunt människohår.
Teamet inkluderade också forskare från University of New South Wales Canberra i Australien, University of Chicago, och universitetet i Jyväskylä i Finland. Tillvägagångssättet i experimentet baserades på en teoretisk innovation som utvecklats av Dr. Matt Woolley vid UNSW och prof. Aashish Clerk, nu vid University of Chicago.
"De vibrerande kropparna är gjorda för att interagera via en supraledande mikrovågskrets. De elektromagnetiska fälten i kretsen används för att absorbera alla värmestörningar och för att bara lämna kvar de kvantmekaniska vibrationerna, säger Mika Sillanpää, beskriver den experimentella inställningen.
Att eliminera alla former av buller är avgörande för experimenten, det är därför de måste utföras vid extremt låga temperaturer nära absolut noll, vid -273 grader C. Anmärkningsvärt, det experimentella tillvägagångssättet gör att det ovanliga tillståndet av intrassling kan bestå under lång tid, i detta fall upp till en halvtimme.
"Dessa mätningar är utmanande men extremt fascinerande. I framtiden kommer Vi kommer att försöka teleportera de mekaniska vibrationerna. Vid kvantteleportering, egenskaper hos fysiska kroppar kan överföras över godtyckliga avstånd med hjälp av kanalen "spöklik handling på avstånd, "" förklarar doktor Caspar Ockeloen-Korppi, huvudförfattaren på verket, som också utförde mätningarna.
Resultaten visar att det nu är möjligt att ha kontroll över stora mekaniska föremål där exotiska kvanttillstånd kan genereras och stabiliseras. Denna prestation öppnar inte bara dörrar för nya typer av kvantteknik och sensorer, det kan också möjliggöra studier av grundläggande fysik i, till exempel, det dåligt förstådda samspelet mellan gravitation och kvantmekanik.