Tüm hızlarda kuantum-yersizlik

Tüm hızlarda kuantum-yersizlik
Yazıyı beğendiyseniz lütfen Paylaşın

[ad_1]

Tüm hızlarda kuantum-yersizlik

Yeni sonuç, kuantum süperpozisyonunda çok yüksek hızlarda hareket eden parçacıklar için bir Bell deneyi tasarlamanın mümkün olduğunu kanıtlıyor. Kredi: ALOOP; ÖAW

Kuantum yerelsizlik fenomeni, günlük sezgilerimize meydan okuyor. Bazıları, aralarındaki mesafeye bakılmaksızın, diğerleri ölçüldüğünde durumlarını anında değiştiren birkaç kuantum parçacığı arasındaki güçlü korelasyonları gösterir. Bu fenomen yavaş hareket eden parçacıklar için doğrulanmış olsa da, parçacıklar ışık hızına yakın hızlarda çok hızlı hareket ettiğinde ve bu hızlar kuantum mekaniksel olarak belirsiz olduğunda daha da fazla yerelsizliğin korunup korunmadığı tartışılmıştır. Şimdi, Viyana Üniversitesi, Avusturya Bilimler Akademisi ve Çevre Enstitüsü’nden araştırmacılar, son sayısında rapor veriyor. Fiziksel İnceleme Mektupları Kuantum parçacıklarının nasıl ve hangi hızda hareket ettiğinden bağımsız olarak, yerel olmama dünyanın evrensel bir özelliğidir.


Günlük yaşamda korelasyonların nasıl ortaya çıkabileceğini göstermek kolaydır. Ayın her günü iki arkadaşınıza, Alice ve Bob’a koleksiyonları için ikili bir oyuncak motor gönderdiğinizi hayal edin. Motorların her birini kırmızı veya mavi veya elektrikli veya buharlı olarak seçebilirsiniz. Arkadaşlarınız büyük bir mesafe ile ayrılıyor ve seçiminizi bilmiyorlar. Kolileri geldiğinde kırmızı ve maviyi ayırt edebilen bir cihazla motorlarının rengini kontrol edebilir veya başka bir cihaz kullanarak motorun elektrikli mi yoksa buharlı mı olduğunu kontrol edebilirler. Belirli korelasyonları aramak için zaman içinde yapılan ölçümleri karşılaştırırlar. Günlük dünyamızda, bu tür bağıntılar iki ilkeye uyar: “gerçekçilik” ve “yerellik”. “Gerçekçilik”, Alice ve Bob’un yalnızca geçmişte seçtiğiniz motorun hangi rengini veya mekanizmasını ortaya çıkardığını ve “yerellik”, Alice’in ölçümünün Bob’un motorunun rengini veya mekanizmasını değiştiremeyeceği (veya tam tersi) anlamına gelir. Bell’in 1964’te yayınlanan ve bazıları tarafından fiziğin temellerindeki en derin keşiflerden biri olarak kabul edilen teoremi, kuantum dünyasındaki bağıntıların iki ilkeyle bağdaşmadığını gösterdi – kuantum mekansızlığı olarak bilinen bir fenomen.

Kuantum yerelsizliği atomlar, iyonlar ve elektronlar üzerinde Bell testleri olarak adlandırılan sayısız deneyde doğrulanmıştır. Sadece derin felsefi çıkarımlara sahip olmakla kalmaz, aynı zamanda kuantum hesaplama ve kuantum uydu iletişimi gibi birçok uygulamanın temelini oluşturur. Bununla birlikte, tüm bu deneylerde, parçacıklar ya hareketsizdi ya da düşük hızlarda hareket ediyordu (bilim adamları bu rejime “göreceli olmayan” diyorlar). Bu alandaki çözülmemiş sorunlardan biri, fizikçileri hala şaşırtan, parçacıklar son derece hızlı, ışık hızına yakın (yani rölativistik rejimde) hareket ederken veya hatta belirli bir hızda hareket etmiyorken yerelsizliğin korunup korunmadığıdır. iyi tanımlanmış hız.

Araştırmacılar, Bell’in testindeki yüksek hızlarda hareket eden iki kuantum parçacığı için parçacıklar arasındaki bağıntıların prensipte azaldığını tahmin ediyor. Bununla birlikte, Alice ve Bob ölçümlerini parçacıkların hızına bağlı bir şekilde uyarlarlarsa, ölçümlerinin sonuçları arasındaki korelasyonlar hala yerel değildir. Şimdi, parçacıkların yalnızca çok hızlı hareket ettiğini değil, hızlarının da belirsiz olduğunu hayal edin: her parçacık, aynı anda farklı hızların sözde süperpozisyonunda hareket eder, tıpkı kötü şöhretli Schrödinger’in kedisinin aynı anda hem ölü hem de diri olması gibi. Böyle bir durumda, onların dünyaya ilişkin betimlemeleri hâlâ yerel değil midir?

Viyana Üniversitesi ve Avusturya Bilimler Akademisi’nden Časlav Brukner tarafından yönetilen araştırmacılar, Alice ve Bob’un gerçekten de dünyanın yerel olmadığını kanıtlayacak bir deney tasarlayabileceklerini gösterdiler. Bunun için fiziğin en temel ilkelerinden birini, yani fiziksel olayların, onları gözlemlediğimiz referans çerçevesine bağlı olmadığını kullandılar. Örneğin, bu prensibe göre, hareket eden veya etmeyen herhangi bir gözlemci, ağaçtan düşen bir elmanın yere değeceğini görecektir. Araştırmacılar bir adım daha ileri gittiler ve bu prensibi kuantum parçacıklarına “bağlı” referans çerçevelerine genişlettiler. Bunlara “kuantum referans çerçeveleri” denir. Anahtar anlayış, eğer Alice ve Bob kendi parçacıklarıyla birlikte kuantum referans çerçeveleri ile hareket edebilseydi, onlar için parçacıklar hareketsiz olacağından olağan Bell testini gerçekleştirebilirlerdi. Bu şekilde, hızın belirsiz veya ışığınkine yakın olup olmadığına bakılmaksızın, herhangi bir kuantum parçacığı için kuantum yerelsizliği kanıtlayabilirler.

Çalışmanın yazarlarından biri olan Flaminia Giacomini, “Sonucumuz, kuantum süperpozisyonunda çok yüksek hızlarda hareket eden parçacıklar için bir Bell deneyi tasarlamanın mümkün olduğunu kanıtlıyor” diyor. Ortak yazar Lucas Streiter, “Yersizliğin dünyamızın evrensel bir özelliği olduğunu gösterdik” sonucuna varıyor. Keşiflerinin, göreceli parçacıklar kullanarak kuantum uydu iletişimi ve kuantum hesaplama gibi kuantum teknolojilerindeki uygulamaları açması bekleniyor.



Daha fazla bilgi:
Lucas F. Streiter ve diğerleri, Kuantum Referans Çerçevelerinde Göreli Çan Testi, Fiziksel İnceleme Mektupları (2021). DOI: 10.1103/PhysRevLett.126.230403

Viyana Üniversitesi tarafından sağlanan

Alıntı: Tüm hızlarda Quantum-nonlocality (2021, 16 Haziran), 16 Haziran 2021’de https://phys.org/news/2021-06-quantum-nonlocality.html adresinden alındı.

Bu belge telif haklarına tabidir. Özel çalışma veya araştırma amaçlı herhangi bir adil işlem dışında, yazılı izin alınmadan hiçbir kısmı çoğaltılamaz. İçerik yalnızca bilgi amaçlı verilmiştir.



[ad_2]

Kaynak

admin

admin

Talebemektebi bir sevdanın hikayesi

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

Translate »