19.04.2017 | Наука

Физики запутали рекордное число атомов

Физикам из Стэнфордского университета удалось создать самую большую квантовую систему, состоящую из запутанных атомов, пишет Physical Review Letters.

Все частицы в системе могут мгновенно взаимодействовать друг с другом, каким бы большим не было расстояние между ними.

Исследователи охладили 500 тысяч атомов рубидия до температуры 25 микрокельвинов (ноль градусов Кельвина — он же абсолютный ноль температуры — равен минус 273,15 градуса Цельсия).

Атомы рубидия являются бозонами, то есть подчиняются статистике Бозе – Эйнштейна. Иными словами, они могут занимать одинаковые энергетические уровни, в том числе – достигать минимально возможного квантового состояния. В результате при охлаждении почти до абсолютного нуля бозоны образуют квантовую жидкость, называемую конденсатом Бозе – Эйнштейна и способную течь без трения.

Чтобы доказать, что две частицы в квантовой системе являются запутанными (сцепленными), физики многократно измеряют их состояния. Если полученные результаты удовлетворяют неравенствам Белла, то это говорит о том, что частицы просто синхронизированы какими-то скрытыми параметрами. Если же неравенства Белла нарушаются, то частицы действительно запутаны. При этом квантовую сцепленность приходится доказывать для каждой пары частиц, что неудобно в случае больших систем.

В ходе эксперимента использовался метод, основанный на сжатом состоянии. Вместо того чтобы измерять квантовые характеристики каждого атома, ученые особым образом измеряли параметры всей системы. При этом один параметр становился более определенным, а другой – менее, чем это позволено для несцепленных частиц. После ряда измерений коллективного состояния сжатой системы выяснилось, что оно не удовлетворяло неравенствам Белла.

ЛентаРу