Физики впервые обнаружили квантовую запутанность в сантиметровом образце странного металла
Обычно квантово-запутанными оказываются тщательно изолированные от внешних воздействий пары фотонов или атомов. Но высокотехнологичные материалы прокладывают для запутанности путь в мир макрообъектов.
Знаменитый мыслительный эксперимент «кот Шредингера» во многом обращает внимание на то, насколько термины из квантовой физики не подходят для больших объектов. Кот не может быть одновременно жив и мертв, а у электрона спин может быть одновременно направлен в две разные стороны. Одиночные частицы и тела, состоящие из миллиардов атомов, подчиняются разным физическим законам.
Однако ученые ищут теорию всего — конечное количество уравнений, позволяющих описать все происходящие в реальности явления. Поэтому пытаются связать квантовую физику с остальной и создавать квантовые эффекты в постоянно увеличивающихся системах.
Международная команда исследователей показала, что квантовая запутанность возможна на макроскопическом масштабе. Высокую степень квантовой запутанности обнаружили в сантиметровом кристалле странного металла CePd₃Si₂. Это стало возможным благодаря методу из квантовой теории информации — квантовой информации Фишера. Статья опубликована в журнале Nature Physics.
«Мы не пытались привести кристалл как целое в суперпозицию двух состояний. Вместо этого мы спросили: находятся ли его составляющие — коллективно — в таком состоянии запутанности? Эксперимент напоминает не столько кота Шредингера, сколько муравейник: когда его потревожить, реагирует не один муравей, а вся колония как единое целое», — рассказала ведущий автор исследования профессор Зильке Бюлер-Пашен (Silke Bühler-Paschen).
Теоретическую основу для этого подхода разработали квантовый физик Петер Цоллер (Peter Zoller) из Университета Инсбрука (Австрия) и его команда. Они показали, что концепцию квантовой информации Фишера можно использовать для обнаружения квантовой запутанности даже в больших системах, состоящих из множества частиц.
Квантовая информация Фишера количественно определяет, насколько чувствительно квантовая система реагирует на изменение. Для набора независимых частиц отклик ограничен, каждая частица реагирует сама по себе. Однако, если частицы запутаны, вся система может реагировать сильнее, чем сумма ее отдельных частей.
Эта повышенная чувствительность делает запутанность ценной для квантовой метрологии, где нужно регистрировать слабые сигналы с максимальной точностью. Измеряя, насколько сильно система реагирует на возмущение, можно сделать вывод о степени запутанности образца.
Исследователи вырастили кристалл из церия, палладия и кремния. Это «странный металл» с не до конца понятными ученым свойствами. Его электроны сильно запутаны и не подчиняются стандартным моделям поведения в металлах. Кристалл этого металла бомбардировали нейтронами и измеряли отклик материала.
«В обычном материале нейтрон передает энергию одной отдельной частице. Но при анализе данных с помощью квантовой информации Фишера мы выявили отклик, который невозможно объяснить в терминах независимых частиц. Вместо этого он указывает на то, что группы как минимум из девяти квантово-запутанных сущностей действуют коллективно», — раскрыл детали эксперимента аспирант Федерико Мацца (Federico Mazza).
Проведенные исследования дали доказательство высокой квантовой запутанности между многими частицами в твердом теле — макроскопическом объекте, достаточно большом, чтобы его можно было держать в руке. Это первое прямое количественное определение запутанности в странном металле.
Авторы этой научной работы установили новый мост между физикой твердого тела и квантовой физикой. В будущем ученые планируют выяснить, могут ли странные металлы когда-нибудь найти применение в квантовых технологиях — например, для сверхточных измерений в квантовой метрологии.
Telegram 
Дзен 
VK Биологи впервые составили глобальную цифровую карту подземных микоризных сетей (грибных систем, связывающих корни растений) нашей планеты. Выяснилось, что общая протяженность этих невидимых нитей составляет около 110 квадриллионов километров — эквивалентно одной десятой части звездного диска Млечного Пути. Эти скрытые структуры играют фундаментальную роль в поддержании наземных экосистем и глобальной регуляции климата.
Титан может стать одной из ведущих ресурсных баз для освоения внешней Солнечной системы. Ученые показали, что богатые запасы метана, азота и водяного льда на крупнейшей луне Сатурна теоретически позволяют производить топливо, строительные материалы и кислород прямо на месте.
Ни одна страна не сохранила массовую вакцинацию от коронавируса к середине 2020-х годов. Авторы новой научной работы сравнили смертность тех, кто еще прививается, и всех остальных. Оказалось, невакцинированное большинство умирает существенно чаще. Однако шансов на возвращение массовой вакцинации от Covid-19 по-прежнему нет.
Биологи впервые составили глобальную цифровую карту подземных микоризных сетей (грибных систем, связывающих корни растений) нашей планеты. Выяснилось, что общая протяженность этих невидимых нитей составляет около 110 квадриллионов километров — эквивалентно одной десятой части звездного диска Млечного Пути. Эти скрытые структуры играют фундаментальную роль в поддержании наземных экосистем и глобальной регуляции климата.
Согласно американским СМИ, небольшая часть модуля МКС «Звезда» больше не будет использоваться космонавтами. Причиной якобы стала невозможность ликвидировать утечки воздуха в ней, несмотря на попытки, предпринятые «Роскосмосом» 5 июня 2026 года.
Исследователи НИУ ВШЭ и МГУ доказали универсальный закон, описывающий время исчезновения популяций в случайной среде. Анализ эволюции ветвящихся процессов — сложных вероятностных систем — показал, что вне зависимости от изначального числа особей процесс вымирания подчиняется строгим математическим закономерностям.
Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
В доколумбовых Андах принадлежность к правящему роду определяла доступ к земле, торговле и статусу, поэтому удержать все внутри семьи было вопросом выживания. Ученые выяснили, что элиты долины Чинча решали эту задачу самым прямым способом — заключая браки между родственниками на протяжении как минимум двух поколений.
Вначале Reuters опубликовал статью о взаимоотношениях SpaceX и Пентагона, которую миллиардер --- традиционно для его отношений с этим изданием — назвал фейком. Опровергая ее тезисы, он обнародовал информацию, не представленную ранее публично.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии