ในครั้งแรกที่น่าทึ่ง นักวิทยาศาสตร์ได้ถ่ายภาพควอนตัมจริงครั้งแรกของโลกสิ่งกีดขวาง- ปรากฏการณ์ที่แปลกประหลาดมาก นักฟิสิกส์ อัลเบิร์ต ไอน์สไตน์ บรรยายไว้อย่างโด่งดังว่าเป็น 'การกระทำที่น่ากลัวในระยะไกล'
ภาพนี้ถ่ายโดยนักฟิสิกส์จากมหาวิทยาลัยกลาสโกว์ในสกอตแลนด์ และมันน่าทึ่งมากจนเราไม่สามารถหยุดจ้องมองได้
อาจดูเหมือนไม่มาก แต่ลองหยุดคิดสักครู่ ภาพสีเทาคลุมเครือนี้เป็นครั้งแรกที่เราได้เห็นปฏิสัมพันธ์ของอนุภาคที่เป็นรากฐานของวิทยาศาสตร์อันแปลกประหลาดของกลศาสตร์ควอนตัม และเป็นพื้นฐานของการคำนวณควอนตัม-
สิ่งกีดขวางควอนตัมเกิดขึ้นเมื่ออนุภาคสองตัวเชื่อมโยงกันอย่างแยกไม่ออก และอะไรก็ตามที่เกิดขึ้นกับอนุภาคหนึ่งจะส่งผลต่ออีกอนุภาคทันที ไม่ว่าพวกมันจะอยู่ห่างกันแค่ไหนก็ตาม ดังนั้นคำอธิบาย 'การกระทำที่น่ากลัวในระยะไกล'
ภาพถ่ายนี้แสดงให้เห็นการพัวพันระหว่างโฟตอนสองอนุภาค - อนุภาคแสงสองอนุภาค พวกเขากำลังโต้ตอบและแบ่งปันสถานะทางกายภาพในช่วงเวลาสั้นๆ
Paul-Antoine Moreau ผู้เขียนบทความคนแรกที่มีการเปิดเผยภาพนี้บอกกับบีบีซีภาพนี้เป็น "การสาธิตอย่างสง่างามถึงคุณสมบัติพื้นฐานของธรรมชาติ"
เพื่อถ่ายภาพที่น่าทึ่งนี้ โมโรและทีมนักฟิสิกส์ได้สร้างระบบที่ระเบิดโฟตอนที่พันกันออกมาในสิ่งที่พวกเขาอธิบายว่าเป็น "วัตถุที่ไม่ธรรมดา"
การทดลองนี้เกี่ยวข้องกับการจับภาพโฟตอนสี่ภาพภายใต้การเปลี่ยนเฟสที่แตกต่างกันสี่แบบ คุณสามารถดูภาพเต็มด้านล่าง:
(โมโร และคณะความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์, 2562)
สิ่งที่คุณเห็นอยู่นี้ จริงๆ แล้วประกอบด้วยภาพของโฟตอนหลายภาพ ขณะที่พวกมันผ่านการเปลี่ยนเฟสสี่เฟสเป็นชุด
นักฟิสิกส์แยกโฟตอนที่พันกันออกแล้ววิ่งลำแสงหนึ่งผ่านวัสดุคริสตัลเหลวที่เรียกว่าβ-แบเรียมบอเรตทำให้เกิดการเปลี่ยนเฟสสี่เฟส
ในเวลาเดียวกัน พวกเขาก็ถ่ายภาพคู่ที่พันกันอยู่ระหว่างการเปลี่ยนเฟสเดียวกัน แม้ว่าจะไม่ได้ผ่านผลึกเหลวก็ตาม
คุณสามารถดูการตั้งค่าได้ด้านล่าง: ลำแสงโฟตอนที่พันกันมาจากด้านซ้ายล่าง ครึ่งหนึ่งของคู่ที่พันกันจะแยกไปทางซ้ายและผ่านฟิลเตอร์สี่เฟส คนอื่นๆ ที่ตรงไปข้างหน้าไม่ได้ผ่านตัวกรอง แต่ได้ผ่านการเปลี่ยนแปลงระยะเดียวกัน
(โมโร และคณะ,วิทยาศาสตร์ก้าวหน้า, 2562)
กล้องสามารถจับภาพสิ่งเหล่านี้ได้ในเวลาเดียวกัน ซึ่งแสดงให้เห็นว่าทั้งคู่มีการเคลื่อนไหวไปในทิศทางเดียวกันแม้จะถูกแยกออกจากกันก็ตาม กล่าวอีกนัยหนึ่งพวกเขาพัวพันกัน
ในขณะที่ไอน์สไตน์สร้างชื่อเสียงให้กับควอนตัมพัวพัน แต่นักฟิสิกส์ผู้ล่วงลับไปแล้ว จอห์น สจ๊วต เบลล์ ได้ช่วยนิยามความพัวพันของควอนตัมและสร้างการทดสอบที่เรียกว่า 'ความไม่เท่าเทียมกันของระฆัง- โดยพื้นฐานแล้ว หากคุณสามารถทำลายอสมการของเบลล์ได้ คุณก็ยืนยันได้ว่าพัวพันกับควอนตัมที่แท้จริง
"ที่นี่ เรารายงานการทดลองที่แสดงให้เห็นถึงการละเมิดความไม่เท่าเทียมกันของเบลล์ภายในภาพที่สังเกตได้" ทีมงานเขียนในความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์-
"ผลลัพธ์นี้ทั้งสองเปิดทางไปสู่รูปแบบการถ่ายภาพควอนตัมใหม่ … และแนะนำคำมั่นสัญญาสำหรับโครงร่างข้อมูลควอนตัมตามตัวแปรเชิงพื้นที่"
งานวิจัยนี้ตีพิมพ์ในความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์-
