15万亿量子纠缠原子制造了破纪录的热混乱

时间:2020-05-28 18:33 来源:seo 作者:小可爱科技知识网 点击量:

15万亿量子纠缠原子制造了破纪录的热混乱 量子纠缠是一种既奇怪又脆弱的现象。纠缠粒子被认为在暴露于外界因素时,会失去这种无法解释的联系。但现在,物理学家们已经成功地制造出了由数万亿个相互纠缠的原子组成的热云,打破了数量记录,并表明纠缠并不像之前认为的那样脆弱。 粒子对或粒子群可以变得如此纠缠,以至于测量其中一个粒子的状态会立即改变其他粒子的属性,无论它们相距多远。这听起来已经够奇怪了,但它的影响可能会毁掉我们对物理学的全部理解。不知何故,信息似乎以比光速快得多的速度在它们之间传递,这是不可能的。 爱因斯坦本人一开始并不相信它,他嘲笑它是“鬼鬼祟祟的远距离行为”,而是责备隐藏的变量。但几十年的实验表明,量子纠缠确实是真实存在的,我们已经开始将这一现象应用于新技术,比如更快、更安全的通信网络。 但有一个问题是,粒子之间的这种联系是非常变化无常的,因此来自其他粒子或事件的微小干扰可以解开它们。为了防止这种情况发生,大多数使用量子纠缠的实验和技术只能在接近绝对零度(-273.15°C, -459.67°F)的超冷温度下工作。在这一点上,几乎所有的运动都停止了,所以没有干扰来中断连接。 当然,这种极端的冷却对商业产品或消费产品来说是不现实的,因此科学家们正试图寻找在更高温度下使量子纠缠成为可能的方法。过去的研究在室温下取得了成功,现在在更热的条件下也取得了成功。 这项新研究是由ICFO、杭州电子科技大学和巴伦西亚科技大学的研究人员进行的。研究小组将金属铷与氮气混合,并将其加热至176.9°C(350.3°F)。在这个温度下,金属蒸发,使自由的铷原子漂浮在容器周围。在那里,它们彼此纠缠在一起,研究小组可以通过在气体中发射激光来测量这种纠缠。 研究人员观察到气体中多达15万亿个相互纠缠的原子,他们说这比任何其他实验都要多100倍。有趣的是,这种缠结似乎将不一定相互靠近的原子连接起来——在任何一对原子之间都有成千上万的其他原子,每个原子都有自己的伙伴。 但这项研究最有趣的部分是,纠缠态可能不像科学家们想象的那么脆弱。在这种高温、高能量的气体中,原子不断地相互碰撞,但量子连接仍然存在。碰撞似乎并没有破坏纠缠,而是将其传递给其他原子。 “如果我们停止测量,纠缠会持续约1毫秒,这意味着每秒钟有1000次新的15万亿原子被纠缠,”该研究的第一作者贾孔(音)说。你一定认为1毫秒对于原子来说是很长的时间,足够长到发生50次随机碰撞。这清楚地表明纠缠不是被这些随机事件所破坏的。这可能是这项研究最令人惊讶的结果。” 研究小组表示,这一发现可能在一些领域有所帮助。特别是脑磁图,这是一种磁脑成像技术,利用这些气体来探测来自大脑活动的极微弱的磁信号。 该研究的通讯作者摩根·米切尔说:“这一结果令人惊讶,与所有人对恋爱瓶颈期的预期大相径庭。”“我们希望这种巨大的纠缠态能在大脑成像、自动驾驶汽车和暗物质搜索等应用中带来更好的传感器性能。”
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