Призрачно квантово преплитане разкрива невидими обекти

 ·

Flyer

Горд собственик на сайта © Логиката ще те отведе от точка А до точка В. Въображението ще те отведе навсякъде.

razdelitel

bgtop-vote-new

В момента има доста статии, които са копирани от сайта СВЕЖА НАУКА. Докато се заемем с въпросните статии, моля не се колебайте да посетите СВЕЖА НАУКА за повече информация.

razdelitel

FavoriteLoadingДобави в любими

razdelitel

За първи път в историята на физиката квантова камера улавя изображения с двуцветна светлина, без да „вижда“ обекта.

Quantum-Entanglement1Също както близнаци, които са били разделени при раждане и впоследствие се срещат, два лазерни лъча разкриват невидими обекти, изваждайки на показ странната квантова връзка помежду им. Това показват последни изследвания, чиито резултати бяха оповестени съвсем наскоро тази седмица.

Квантовата оптика е бързоразвиваща се дисциплина в квантовата физика. Голям напредък в тази област представляват снимките на котета и тризъбец, базирани на изненадващото взаимодействие между субатомни частици, което Айнщайн, както е известно, нарича „малко призрачно“.

Стандартната камера улавя светлината, която отскача от предмета. Но при експеримент, описан от списание „Nature”, светлинни частици или фотони, които никога не влизат в досег с дадения предмет, са това, което е използвано, за да се сътвори неговата снимка.

Габриела Барето Лемос от института по квантова оптика и квантова информация във Виена, Австрия, която провежда изследването, казва: „Дори други физици първоначално казват, че това не може да се направи, но такова е квантовото поведение – много странно“.

През 2009 университетът в Глазгоу провежда експеримент с раздвоен лазерен лъч и за първи път е демонстрирано подобно „призрачно изображение“. Но експертите твърдят, че новаторската техника, при която се използват два лазерни лъча с различен цвят, предлага нови предимства във визуализацията.

Двата лазерни лъча са „преплетени“, както се казва във квантовата физика, което означава, че техните фотони имат едни и същи характеристики, дори когато са далече един от друг.

Експертът по квантова оптика Пол Лет от националния институт по стандарти и технологии в Гейтърсбърг, Мериленд, който не е взел участие в екипа, провел експеримента, казва: „Това, което те са направили, е много умен трик. Дори по някакъв начин магически. Но тук не става въпрос за нов вид физика, а за страхотна демонстрация на физика.“

Призрачно квантово преплитане разкрива невидими обекти-1

Котешките гравирани силуети обикновено са ”невидими“ за светлина с дължина на вълната, която е използвана за заснемането на тази снимка.

Оптиката става квантова

Отборът, провел експеримента предполага, че тази нова техника за създаване на изображения може да позволи да се подобрят медицинските изображения или литографията на силиконови чипове, в ситуации, когато визуалния достъп е ограничен.

Например в медицината, лекарите биха могли да получават проби от тъкани, използвайки светлина с невидима дължина на вълната, която не би увредила клетките, като едновременно с това използват и видими светлинни лъчи за да създадат ясно изображение на тъканта.

Възползването от това двуцветно предимство е много добра идея, казва Лет. При много изображения се получава така, че светлината с най-добра дължина на вълната за съответна проба не е тази, която ще направи и най-добра снимка. Само си представете настройване на цветовете на светлината по подобен начин, за да се извлече най-добрата възможна полза и от двете.

По-специално, подходът при този експеримент би могъл да създаде изображения с видима светлина на обекти, които иначе биха могли да бъдат видени само под инфрачервена светлина, казва експерта по квантова оптика Майлс Паджет от университета в Глазгоу, Шотландия, който оглавява експеримента „призрачни снимки“ през 2009.

По ирония на съдбата, идеята за преплитане на светлина, малко или много принадлежи на Айнщайн, който през 1935 я критикува, и по думите му тя е малко вероятна, математически недостатъчна за квантовата физика, която третира субатомните частици едновременно и като прави лъчи, и като вълни.

Квантовите физици са предсказали, че манипулирането на тези вълнисти частици би видоизменило други далечни частици, които иначе изглеждат несвързани помежду си. Айнщайн нарекъл тази интерференция „призрачно действие на разстояние“, което той намира за малко вероятно. Но се оказва, че това върши работа.

Призрачно квантово преплитане разкрива невидими обекти-2

Тези снимка на изрязани силуети на котки са създадени от светлинни частици, които не могат да „видят“ формата.

Незасечени фотони

В новия експеримент физиците преплитат фотони в два различни лазерни лъча с различни дължини на вълните, и добавят цвят – единия жълт, единия червен.

Екипът пропуснал червения светлинен лъч през гравирани шаблони и през малки силуети на котки и през тризъбец, около 3 мм дълъг. Жълтият лъч преминал по отделна линия, без стълкновение с обектите. На всичко отгоре, гравираните шаблони са били специално изработени да бъдат невидими за жълта светлина.

Котешката фигура е препратка към физика Ъруин Шрьодингер, който изобретил известния парадокс на котката на Шрьодингер, словен експеримент, при който въображаема котка е едновременно жива и мъртва. Субатомните частици изглежда се държат по този специфичен начин понякога, окупиращи много места едновременно.

След като червената светлина преминала покрай обектите, физиците я пропуснали заедно със жълтия лазерен лъч, едновременно с това успоредни и под прав ъгъл.

Червената светлина след това е била прекъсната, а жълтата продължила към камерата. Вече в камерата, жълтата светлина разкрива изображение на обекта. А негатив на снимката е получен от светлината, която е взаимодействала под прав ъгъл.

Лемос твърди: „Този феномен, в интерес на истината, възниква от взаимодействието на фотони помежду им. Не става въпрос за това, че червените фотони са дали заряд на жълтите, а за това, че както квантовата механика казва, те трябва да напаснат дължините на вълните си, което ние можем да засечем и да видим на снимка.“

Въпреки, че екипът, извършил експеримента е направил стъпки за патент, Лемос дава да се разбере, че реалното подаване на документи може да отнеме време.

Лет Казва: „Това е една дългосрочна наистина страхотна експериментална идея. Сега остава да видим дали това ще доведе до нещо практически, или ще си остане просто една интелигентна демонстрация на квантова механика.“



Видяно 222 пъти



  • 

    Подобни материали

    

    Вашият коментар

    Вашият имейл адрес няма да бъде публикуван. Задължителните полета са отбелязани с *