Las predicciones de la física cuántica han sido confirmadas por innumerables experimentos, pero nadie ha detectado aún el efecto físico cuántico del enredo directamente a simple vista. Esto ahora debería ser posible gracias a un experimento propuesto por un equipo que trabaja con un físico teórico enUniversidad de Basilea. El experimento podría allanar el camino para nuevas aplicaciones en física cuántica.
La física cuántica tiene más de 100 años, pero incluso hoy en día todavía se sorprende. Esto se aplica, por ejemplo, al enredo, un fenómeno físico cuántico que se puede observar entre átomos o fotones partículas de luz: cuando dos deestas partículas están enredadas, el estado físico de las dos partículas ya no se puede describir de forma independiente, solo el sistema total que ambas partículas forman juntas.
A pesar de esta peculiaridad, los fotones enredados son parte del mundo real, como se ha demostrado en muchos experimentos. Y sin embargo, nadie ha observado directamente los fotones enredados. Esto se debe a que solo se pueden producir uno o un puñado de fotones enredados con los disponiblestecnología, y este número es demasiado bajo para que el ojo humano perciba estos fotones como luz.
fotones enredados amplificados 100 veces
Nicolas Sangouard, físico teórico de la Universidad de Basilea, junto con dos físicos cuánticos de Delft, Países Bajos, e Innsbruck, Austria, ha mostrado ahora en la revista científica óptica cómo es posible detectar fotones enredados directamente. La idea básica del experimento es que se genera un fotón enredado y luego se amplifica usando una técnica especial, sin destruir el enredo físico cuántico.
En el proceso, están presentes alrededor de 100 fotones enredados, que, según el conocimiento actual, es el número preciso necesario para crear la impresión de luz en los humanos. Pero aunque cientos de fotones alcanzan la retina, también hay pérdidas significativas: soloaproximadamente siete alcanzan realmente uno de los 120 millones de barras detectoras de luz de la retina. Estos fotones generan el impulso nervioso que desencadena la percepción de la luz en el cerebro.
dos estados enredados
En el experimento propuesto por los tres físicos cuánticos, el enredo se crea por un solo fotón dirigido a un espejo semitransparente. Sangouard explica lo que sucede a continuación: "El espejo no transmite ni refleja el fotón único; en cambio, el cuánticola física es extraña: el fotón se transmite y se refleja simultáneamente. Detrás del espejo, el fotón existe en un estado 'transmitido' y 'reflejado', por lo que estos dos estados se enredan con el otro ".
Un detector de fotones y un observador humano se colocan detrás del espejo. Para que el ojo del observador detecte los fotones enredados, se amplifican 100 veces con un tipo de lupa antes de llegar al ojo. Técnicamente hablando, esto eslogrado por un desplazamiento en el espacio de fase usando un láser. Si el observador humano y / o el detector realmente detectan los fotones enredados no se revela directamente sino a través de la determinación de las probabilidades. Para esto, el experimento se repite muchas veces y los datos obtenidosanalizado estadísticamente
Período de observación muy largo
Todavía no es seguro si el grupo de Sangouard llevará a cabo el experimento o si otros físicos cuánticos lo implementarán. Las tecnologías requeridas - fuentes de fotones especiales y láseres especiales - generalmente están disponibles en la actualidad; sin embargo, el mayor obstáculo es la implementación prácticadel experimento. El ojo humano es aproximadamente mil millones de veces más lento para contar pulsos de luz débiles que los detectores de fotones modernos ". Según una estimación inicial, serían necesarios varios cientos de miles de corridas hasta que tengamos suficientes datos para determinar si hemosen realidad detectó fotones enredados. Esto significa que la persona que realiza la prueba en nuestro experimento tendría que observar a intervalos de un segundo en el transcurso de varios cientos de horas si acaban de detectar un pulso de luz o no ".
Si se superaran estos obstáculos, el experimento demostraría que el ojo humano es capaz de detectar enredos cuánticos directamente y lograr lo que hasta ahora ha requerido detectores complicados y costosos. Actualmente, los científicos están trabajando para usar el principio de enredos para construir una comunicación digital seguraenlaces y para computadoras cuánticas. Según Sangouard, estas aplicaciones podrían beneficiarse del nuevo experimento.
El proyecto de investigación cuenta con el apoyo de la Fundación Nacional de Ciencias de Suiza como parte del Centro Nacional de Competencia en Investigación en Ciencia y Tecnología Cuántica NCCR-QSIT y la Fundación John Templeton en los EE. UU.
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Materiales proporcionado por Universidad de Basilea . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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