Ein digitaler Cluster sich überschneidender Ebenen. Lan Zhang / iStock
Quantenverschränkung ist die "gruselige Aktion in der Ferne", bei der sich zwei Teilchen oder Objekte unabhängig von ihrer Reichweite gegenseitig zu beeinflussen scheinen und angeblich gegen die Gesetze der klassischen Physik verstoßen. Die Verrücktheit wird jedoch durch die Erfahrung der Intrigenwissenschaftler, die dazu geführt hat, bei weitem aufgewogenan eine Gruppe von Forschern, die laut einer kürzlich durchgeführten Studie erstmals Quantenverschränkungen auf makroskopischer Ebene direkt beobachteten und aufzeichneten in der Zeitschrift veröffentlicht Wissenschaft .
Bei makroskopischen Objekten kann immer noch eine Quantenverschränkung herrschen.
Während die neue direkte Beobachtung auf Makroebene stattfand, ist das jüngste Experiment aus menschlicher Sicht immer noch sehr klein und umfasste zwei winzige Aluminiumtrommeln, die nur ein Fünftel der Breite eines menschlichen Haares haben - für Menschen unpraktisch klein, aber unaussprechlichkolossal auf der Quantenskala: "Wenn Sie die Positions- und Impulsdaten für die beiden Trommeln unabhängig voneinander analysieren, sehen sie einfach heiß aus", sagte John Teufel, Physiker am National Institute of Standards and Technology NIST in den USA.im a Wissenschaftswarnung Bericht . "Aber wenn wir sie zusammen betrachten, können wir sehen, dass das, was wie eine zufällige Bewegung einer Trommel aussieht, stark mit der anderen korreliert, auf eine Weise, die nur durch Quantenverschränkung möglich ist."
Beweise sind rar auf ob Quantenverschränkung auftreten kann mit makroskopischen Objekten und bis zum letzten Experiment wurde angenommen, dass wir sie nicht in größeren Maßstäben beobachten können, in denen physische Objekte fest von Kräften der größeren, lebensbewohnenden Ebene des Universums beherrscht werdenDie Wissenschaftler verwendeten Mikrowellenphotonen, um winzige Trommelmembranen zu vibrieren, und hielten ihre Positionen und Geschwindigkeiten in einem synchronisierten Zustand.
Umgehung des Heisenbergschen Unsicherheitsprinzips
Um die Grenze zwischen den Trommeln und den äußeren Kräften aufrechtzuerhalten was häufig die Quantenzustände stört, wurden die Trommeln gekühlt, verwickelt und schließlich in getrennten Stufen aus einem geschlossenen und kryogen gekühlten Raum heraus gemessen. Die Trommelzustände wurden dann codiertEin reflektiertes Mikrowellenfeld, das ähnlich wie Radar funktioniert. Frühere Studien deuteten auch auf eine makroskopische Quantenverschränkung hin, aber die neuartige Forschung bringt die Dinge auf eine andere Ebene: Jede im Experiment gesuchte Messung wurde direkt aufgezeichnet, anstatt nur indirekt abgeleitet, und die Verschränkungwurde produziert deterministisch günstiger für den Begriff eines machanistischen Universums in der klassischen Physik.
A verwandte, aber separate Versuchsreihen sahen Forscher, die mit makroskopischen Trommeln auch Oszillatoren genannt in einem Zustand der Quantenverschränkung arbeiteten, was zeigte, wie Wissenschaftler die Position und den Impuls der beiden Trommelfelle gleichzeitig messen können. "In unserer Arbeit zeigen die Trommelfelle eine kollektive Quantenbewegung."sagte Laure Mercier de Lépinay von der in Finnland ansässigen Aalto University, in der Wissenschaftswarnung Bericht. "In dieser Situation wird die Quantenunsicherheit der Bewegung der Trommeln aufgehoben, wenn die beiden Trommeln als eine quantenmechanische Einheit behandelt werden."
Von zentraler Bedeutung für diesen Durchbruch ist die Umgehung des Heisenbergschen Unsicherheitsprinzips, wonach niemand gleichzeitig Position und Impuls perfekt messen kann. Die Aufzeichnung einer der beiden Methoden stört nach dem Prinzip in einer Reaktion, die als Quantenrücklauf bezeichnet wird, die andereEs ist unnötig zu erwähnen, dass dieses kürzlich durchgeführte Experiment eine große Sache ist und zu zukünftigen Anwendungen führen könnte, bei denen beide Datensätze in Quantennetzwerken erkennbar sind und die Manipulation und Verschränkung von Objekten im Makromaßstab ermöglichen möglicherweise mit Strom versorgen. die nächste Generation fortschrittlicher Kommunikationsnetze .