Fizicienii au reușit, pentru prima dată, să „încurce” doi atomi în mișcare, demonstrând un fenomen descris de Albert Einstein drept „acțiune fantomatică la distanță”. Cercetătorii au observat inseparabilitatea cuantică, adică legătura strânsă dintre particule, în modul în care atomii se mișcă fizic. Studiul, publicat recent, validează o teorie fundamentală a fizicii cuantice.
Experimentul revoluționar cu atomi de heliu
În cadrul cercetării, oamenii de știință au reușit să coreleze cuantic perechi de atomi de heliu ultrareci prin impulsul lor. Impulsul este o mărime fizică ce descrie viteza și direcția de mișcare a unei particule, luând în considerare și masa acesteia. Înțelegerea acestui fenomen are potențialul de a deschide noi căi în domeniul senzorilor cuantici. Aceștia ar putea fi folosiți pentru detectarea undelor gravitaționale sau pentru cartografierea interiorului Pământului, spun specialiștii.
Echipa de cercetare a ales heliul pentru experimente, deoarece poate fi menținut într-o stare excitată stabilă pentru o perioadă relativ lungă de timp, de aproximativ două ore. Această energie internă a permis detectarea individuală a atomilor și reconstruirea impulsului tridimensional al întregului sistem cu o precizie ridicată. Pentru a crea perechi de atomi corelate prin impuls, cercetătorii au răcit heliul aproape de zero absolut. La aceste temperaturi extrem de scăzute, atomii încetinesc până aproape de imobilitate, formând un condensat Bose-Einstein.
Ulterior, prin utilizarea unor impulsuri laser calibrate, au împărțit condensatul în trei grupuri: unul propulsat în sus, unul în jos și unul static. Atunci când norii în mișcare au trecut prin zona statică, atomii s-au ciocnit și s-au dispersat în direcții opuse, formând perechi corelate.
Implicațiile descoperirii și perspectivele de viitor
Pentru a demonstra corelația, cercetătorii au utilizat un interferometru Rarity-Tapster, metoda fiind aplicată anterior doar fotonilor. Rezultatele finale au fost obținute după o lună de colectare continuă de date și după luni de pregătire experimentală. Unul dintre autorii studiului a subliniat că descoperirea confirmă predicțiile fizicii cuantice, chiar dacă acestea rămân greu de înțeles intuitiv. „Creierul nostru nu este pregătit să proceseze astfel de fenomene. La scară mică, atomii nu sunt bile solide, ci apar ca niște entități difuze. Și asta este extrem de ciudat”, a explicat acesta.
Echipa lucrează deja la o versiune mai avansată a experimentului. Aceasta ar implica ciocnirea a doi izotopi de heliu, heliu-3 și heliu-4, pentru a obține perechi corelate simultan prin impuls și masă, ceea ce ar putea pune la încercare teoriile actuale.
Studiul, care a fost publicat în revista Nature Communications, aduce o contribuție semnificativă la înțelegerea mecanicii cuantice și deschide noi orizonturi pentru cercetările viitoare în domeniu.
Sursa: Descopera
