Начальную скорость квантовой запутанности измерили в аттосекундах
Динамику возникновения таких загадочных явлений, как квантовая запутанность, можно вычислить и потенциально измерить в будущем экспериментальным путем на аттосекундных масштабах времени (одна аттосекунда равна миллиардной части миллиардной доли секунды). К этому выводу пришла международная команда физиков, разработавшая теоретические модели и применившая методы компьютерного моделирования.
Явление, при котором две или более частицы остаются настолько взаимосвязанными, что математическое описание одной невозможно без учета параметров другой, даже если они расположены на большом расстоянии друг от друга, называют квантовой запутанностью.
Считается, что частицы запутываются мгновенно, то есть так быстро, что скорость этого процесса едва ли можно осознать — не то что измерить.
Тем не менее международная исследовательская группа из Венского технического университета (Австрия) приблизилась к пониманию того, как именно начинается квантовая запутанность. Команда под руководством Йоахима Бургдёрфера (Joachim Burgdörfer) и Ивы Бржезиновой (Iva Březinová) разработала новые теоретические модели и, решив уравнение Шредингера для атома гелия, применила компьютерное моделирование, чтобы с его помощью подвергнуть атомы воздействию экстремально интенсивного и высокочастотного лазерного импульса.
В результате физики добились ситуации, при которой один электрон вырывался из атома и улетал, в то время как второй изменял свою орбиту вокруг ядра и мог переходить в другое энергетическое состояние. Так исследователи смогли показать, что два электрона становились квантово запутанными: измеряя один, они получали информацию о состоянии другого.
«Это означает, что момент вылета электрона принципиально не определен. Можно сказать, сам электрон не знает, когда покинул атом, и находится в состоянии суперпозиции, то есть покидает атом как в более ранний, так и в более поздний момент времени», — объяснили авторы научной работы.
Напомним, электроны в атоме движутся вокруг ядра по орбиталям: те, что расположены дальше от ядра, обладают большей энергией, а те, что находятся ближе, — меньшей.
Хотя определить точное время вылета первого электрона невозможно, оно связано с состоянием второго: если оставшийся электрон обладает более высокой энергией, то первый, вероятно, покинул атом раньше. Если же второй электрон обладает меньшей энергией, то первый улетел позже, с разницей примерно в 232 аттосекунды (чтобы получить одну аттосекунду, необходимо разделить секунду на миллион три раза подряд).
Таким образом, результаты исследования, представленного в журнале Physical Review Letters, показали, что для полного понимания квантовых эффектов недостаточно считать их мгновенными, поскольку важные корреляции проявляются только на аттосекундных масштабах времени. Однако в будущем эти процессы можно моделировать, вычислять и даже измерять экспериментальным путем.
Статья уже привлекла внимание научного сообщества, а ее авторы сотрудничают с исследовательскими группами, которые стремятся в экспериментах подтвердить описанные в работе выводы — но пока такого подтверждения нет. В любом случае ученые постепенно обретают лучшее понимание ранее недоступных (из-за технологических ограничений) фундаментальных процессов квантовой механики и приближаются к разработке инновационных квантовых технологий.
Telegram 
Дзен 
VK Кит живет двести лет, умеет пробивать головой полуметровый лед и поет океанский джаз голосом несмазанной дверной петли. Охотоморские гренландские киты — это не просто многотонные ледоколы. Это древние узники, которые остались жить в Охотском море со времен последнего оледенения. Это счастливцы, которые смогли пережить гарпуны китобоев XIX-XX веков, но сегодня уязвимы не меньше. Чтобы спасти этих поразительных китов, российским ученым и команде фонда «Природа и люди» приходится: считать хвосты, читать биографии по шрамам, прятать подростков от хищников, стрелять (спутниковыми метками) с парамоторов и тяжелых дронов. Рассказываем, как устроена жизнь гренландских китов России и кто помогает им не исчезнуть навсегда с лица планеты.
Деревья растут и люди стареют не потому, что идет время, а из-за происходящих внутри них процессов. Но можно ли сказать, что именно эти процессы порождают время? Ученый создал маленькую Вселенную, в которой дела обстоят именно так.
Ученые выяснили, что золото владеет уникальной «техникой самообороны», которая защищает его от потускнения. Оказалось, атомы на поверхности этого металла способны самостоятельно перестраиваться в особые защитные структуры. Такой невидимый барьер блокирует контакт с кислородом и подавляет процесс окисления в триллион раз эффективнее, чем поверхность любого другого металла.
Кит живет двести лет, умеет пробивать головой полуметровый лед и поет океанский джаз голосом несмазанной дверной петли. Охотоморские гренландские киты — это не просто многотонные ледоколы. Это древние узники, которые остались жить в Охотском море со времен последнего оледенения. Это счастливцы, которые смогли пережить гарпуны китобоев XIX-XX веков, но сегодня уязвимы не меньше. Чтобы спасти этих поразительных китов, российским ученым и команде фонда «Природа и люди» приходится: считать хвосты, читать биографии по шрамам, прятать подростков от хищников, стрелять (спутниковыми метками) с парамоторов и тяжелых дронов. Рассказываем, как устроена жизнь гренландских китов России и кто помогает им не исчезнуть навсегда с лица планеты.
Ученые выяснили, почему интервальное голодание для многих оказывается эффективнее обычных диет. Исследование показало, что ограничение времени для приема пищи избавляет худеющего от изнуряющего ощущения жесткого контроля и при этом позволяет сбросить ровно столько же, сколько при скрупулезном подсчете калорий.
Деревья растут и люди стареют не потому, что идет время, а из-за происходящих внутри них процессов. Но можно ли сказать, что именно эти процессы порождают время? Ученый создал маленькую Вселенную, в которой дела обстоят именно так.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Американские ветеринары установили, что длина шага передних лап у пожилых собак отражает возрастные изменения в работе мозга. Когда у собак развивается деменция, шаги их передних лап становятся короче, причем эта связь не зависит от хронической боли в суставах.
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