В отличие от предыдущих экспериментов, которые проводились с волоконной оптикой одного фотона, этот новый подвиг (опубликованный в журнале Nature Physics) начинает отвечать на фундаментальный вопрос: могут ли квантовые свойства выжить на макроскопическом уровне?
В течение тридцати лет физикам удавалось запутывать пары фотонов (частицы света).
Таким образом, действие на первую частицу будет иметь мгновенное воздействие на вторую, независимо от расстояния и препятствий между ними. Это происходит так, как если бы это был один единственный фотон, присутствующий в двух разных местах.
Принимая во внимание этот подвиг, остается один вопрос: могут ли более крупные элементы быть запутанными на макроскопическом уровне??
Казалось бы интуитивно понятным думать, что правила физики, применимые на атомном уровне, могут быть перенесены в макроскопический мир.
Однако попытки доказать это были непростыми. Фактически, когда размер квантовой системы увеличивается, она все больше и больше взаимодействует с окружающей средой, что быстро разрушает ее квантовые свойства. Это явление, известное как квантовая декогеренция, является одним из ограничений способности макроскопических систем сохранять свои квантовые свойства.
От микро к макроскопическому
Несмотря на эти ограничения и благодаря технологическому прогрессу, ученые из научного факультета UNIGE смогли связать два волоконно-оптических кабеля, населенных 500 фотонами, в отличие от тех, которые ранее были связаны только с одним фотоном.
Для этого команда под руководством Николаса Гисина, профессора секции физики, создала переплетение между двумя оптоволоконными кабелями на микроскопическом уровне, прежде чем переместить его на макроскопический уровень.
Запутанное состояние пережило переход к более крупномасштабному миру, и это явление можно было даже наблюдать с помощью традиционных средств обнаружения, т.е. практически невооруженным глазом.
Чтобы убедиться, что запутанность сохранилась в макроскопическом мире, физики преобразовали явление на микроскопическом уровне.
"Этот первый крупномасштабный эксперимент открывает путь для многих приложений, которые предлагает квантовая физика. «Запутывание на макроскопическом уровне – одна из основных областей исследований в этой области, и мы надеемся, что в ближайшие годы запутаются все более крупные объекты», – сказал профессор Гисин.