Fizicieni români au reușit să „încurce” doi atomi în mișcare, demonstrând un fenomen descris de Albert Einstein drept „acțiune fantomatică la distanță”. Studiul, publicat recent, validează o teorie fundamentală a mecanicii cuantice, deschizând noi perspective în cercetarea științifică.nn
Echipa de cercetători a reușit să demonstreze inseparabilitatea cuantică, un fenomen conform căruia două particule pot fi corelate, astfel încât măsurarea uneia o influențează instantaneu pe cealaltă, indiferent de distanța dintre ele. Până acum, acest fenomen fusese demonstrat doar pentru fotoni și pentru stările interne de spin ale atomilor. Diferența constă în faptul că atomii au masă și sunt influențați de gravitație, pe când fotonii nu au asemenea caracteristici.
Experimentul revoluționar
Experimentul a implicat utilizarea atomilor de heliu ultrareci. Echipa de cercetători a ales heliul pentru că acesta poate fi menținut într-o stare excitată stabilă pentru o perioadă considerabilă de timp, aproximativ două ore. Această caracteristică a permis detectarea individuală a atomilor și reconstruirea impulsului tridimensional al întregului sistem cu o precizie foarte mare.nn
Pentru a crea perechi de atomi corelate prin impuls, cercetătorii au răcit heliul aproape de zero absolut. La aceste temperaturi extrem de scăzute, atomii încetinesc până aproape de imobilitate, iar identitatea lor cuantică se „topește” într-un condensat Bose-Einstein. Ulterior, folosind impulsuri laser calibrate, au împărțit condensatul în trei grupuri. Când norii în mișcare au traversat zona statică, atomii s-au ciocnit și s-au dispersat în direcții opuse, formând perechi corelate.
Implicații și perspective de viitor
Sean Hodgman, de la Australian National University, a explicat că pentru a demonstra că această corelare este reală, echipa a folosit o metodă similară celei folosite în trecut pentru fotoni. „Atomii se îndepărtează, apoi îi reflectăm și îi facem să interfereze între ei. Interferența apare doar dacă atomul se află într-o suprapunere reală de stări”, a spus Hodgman. Corelațiile observate nu pot fi explicate prin nicio teorie clasică.nn
Rezultatele obținute confirmă predicțiile existente ale fizicii cuantice. Echipa de cercetători lucrează deja la o versiune mai avansată a experimentului. Aceasta ar implica ciocnirea a doi izotopi de heliu, heliu-3 și heliu-4. Un astfel de sistem ar pune probleme serioase teoriilor actuale. Hodgman a menționat că, din perspectiva gravitației cuantice, nu este clar cum ar putea fi descris matematic un asemenea sistem. Studiul deschide calea către dezvoltarea unor senzori cuantici extrem de preciși, capabili să detecteze unde gravitaționale sau să cartografieze interiorul Pământului.
