Κβαντική Φυσική – Ανισότητες Bell: Φως από άστρα του Γαλαξία μας παρέχει ισχυρή επίδειξη της κβαντικής διεμπλοκής δυο σωματίων

Η κβαντομηχανική προβλέπει ότι, δυο σωμάτια μπορεί να είναι τόσο στενά συνδεδεμένα (διεμπλεκόμενα) που η μέτρηση της κατάστασης του ενός εμφανίζεται άμεσα να επηρεάζει την κατάσταση του άλλου, ανεξάρτητα από το πόσο μακριά είναι το ένα σωμάτιο από το άλλο. Το 2015, οι επιστήμονες ισχυροποίησαν αυτή τη «δράση σε απόσταση» πρόβλεψη με ταυτόχρονο κλείσιμο δυο κενών που την υπονόμευαν. Όμως, άλλο ένα κενό παρέμενε μισάνοιχτο: κάποια άγνωστη εξωτερική επίδραση θα μπορούσε να τροποποιήσει τις ρυθμίσεις του πειράματος και να καθορίσει την έκβασή του. Τώρα ο ερευνητές ασχολήθηκαν με αυτό το κενό προγραμματίζοντας τις ρυθμίσεις των τυχαίων μετρήσεων με τη χρήση φωτός από άστρα του Γαλαξία μας.

Η δράση σε απόσταση, ή η μη-τοπικότητα, επιβεβαιώνεται μέσω των ελέγχων Bell, οι οποίοι τυπικά μετράνε την πόλωση δυο διεμπλεκόμενων φωτονίων που είναι χωρισμένα σε κάποια απόσταση. Ζητήματα που σχετίζονται με το σχεδιασμό και την εκτέλεση των πειραμάτων θα μπορούσαν να επηρεάσουν το αποτέλεσμα, μια πιθανότητα που εξαλείφθηκε στα πειράματα του 2015. Όμως τι θα γίνει αν κάποιος άλλος, άγνωστος ακόμη, εξωτερικός παράγοντας είχε επηρεάσει τις πειραματικές ρυθμίσεις ή είχε «πληροφορήσει» την πηγή των διεμπλεκόμενων σωματίων ως προς ποιες θα ήταν οι ρυθμίσεις; Για να ελέγξουν αυτή την πιθανότητα, οι David Kaiser, από το MIT, και Anton Zeilinger, από το Ινστιτούτο για την Κβαντική Οπτική και Κβαντική Πληροφορία, στη Βιέννη και συνάδελφοί τους αντικατέστησαν τις βασισμένες σε λέιζερ κβαντικές γεννήτριες τυχαίων αριθμών, που τυπικά χρησιμοποιούνται να προσδιοριστούν οι εργαστηριακές ρυθμίσεις, με «γεννήτριες κοσμικής ρύθμισης» – γεννήτριες τυχαίων αριθμών που χρησιμοποιούν φως από τα άστρα για να διατηρήσουν τις ρυθμίσεις απρόβλεπτες.

Τα πειράματα, που πραγματοποιήθηκαν από την ομάδα, παρήγαγαν αποτελέσματα σύμφωνα με τη μη-τοπικότητα, αποκλείοντας εξωτερικό έλεγχο, τουλάχιστον για πάνω από 600 χρόνια, που παίρνει το αστρικό φως που χρησιμοποίησαν, να ταξιδέψει στη Γη από το πλησιέστερο άστρο. Οτιδήποτε θα μπορούσε να επιδράσει στο αποτέλεσμα αυτού του πειράματος, θα έπρεπε να είχε δράσει πριν το φωτόνιο εγκαταλείψει το άστρο από όπου προέρχεται. Οι ερευνητές υποστηρίζουν ότι το φως από πιο απομακρυσμένους γαλαξίες, ή η ακτινοβολία από το Κοσμικό Μικροκυματικό Υπόβαθρο, θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για να σπρώξει αυτό το χρονικό πλαίσιο ακόμη πιο πίσω.

Πηγή: American Physical Society

Διαβάστε ακόμη: Stars align in test supporting “spooky action at a distance”. MIT

Περισσότερα στη δημοσίευση: Cosmic Bell Test: Measurement Settings from Milky Way Stars. Physical Review Letters.