Dompel jezelf onder in een verbazingwekkende kwantumwereld, waar geen "ervoor" en "na" is

Dompel jezelf onder in een verbazingwekkende kwantumwereld, waar geen

Een kleinere en meer mysterieuze kwantumwereld durft onze fundamentele ideeën over tijd en ruimte onder de oppervlakte van een vertrouwde werkelijkheid uit te dagen. In deze miniwereld lossen de concepten 'voor' en 'na' letterlijk op, zodat twee gebeurtenissen elkaar kunnen voorafgaan en elkaar kunnen opvolgen. Dat wil zeggen, gebeurtenis A kan vóór B. plaatsvinden en vice versa.

Dit idee wordt "quantum switching" genoemd en werd voor het eerst voorgesteld in 2009. Eerdere experimenten hebben aangetoond dat A in gebeurtenis B kan voorafgaan of gerealiseerd kan worden, maar de studie kan niet bevestigen dat twee scenario's op dezelfde plaats plaatsvonden.

Om exact vast te stellen waar deze oorzakelijke schendingen plaatsvonden, implementeerden de onderzoekers één kwantumswitch met een enigszins andere architectuur. Het nieuwe ontwerp liet toe om experimenteel aan te tonen dat A vóór en na gebeurtenis B optreedt, niet alleen op hetzelfde moment, maar ook op dezelfde plaats. Wetenschappers hebben geprogrammeerd en waargenomen hoe een foton (een kwantumdeeltje van licht) langs een doel beweegt, in staat om een ​​van de twee manieren te kiezen.

Een foton wordt beschouwd als een deeltje en een golf. Als wetenschappers het gebruikten met horizontale polarisatie (golven oscilleren), dan zou het foton moeten gaan A en dan achteruit gaan om B te gaan (dat wil zeggen, A gebeurde vóór B). Als we het hebben over een verticaal foton, dan komt B eerst en dan komt A (B vóór A). Echter, in de kwantumwereld gedomineerd door het bizarre fenomeen van superpositie. Daarin kunnen fotonen zowel horizontaal als verticaal gepolariseerd worden. Ook hier wordt de beroemde paradox van Schrödinger's kat teruggeroepen, waar het in de kwantumwereld zowel levend als dood kan zijn.

Het is waar, er is een truc: natuurkundigen kunnen niet zien of meten wat fotonen doen. Het feit is dat de handeling van de meting zelf de superpositie vernietigt, omdat het de fotonen zal dwingen te kiezen in welke volgorde ze moeten volgen. In plaats daarvan gebruikten de onderzoekers een aantal "obstakels", in de vorm van optische elementen (lenzen en prisma's), die indirect de twee gebeurtenissen onderscheidbaar maakten.

Terwijl de fotonen de paden passeerden, veranderden de lenzen en prisma's de vorm van de golven van elk foton. Dit transformeerde hun polarisatie (richting). Aan het einde van de reis kunt u de nieuwe polarisatie meten. Het team heeft verschillende optische elementen gemaakt om veel tests met verschillende parameters uit te voeren. De combinatie van metingen diende als een "causale getuige" - de waarde werd negatief als de fotonen beide paden gelijktijdig passeerden.

Het bleek dat toen de fotonen in een superpositie verkeerden, de causale getuige negatief werd, wat aangeeft dat de fotonen op beide manieren reisden. Dat wil zeggen, voor hen "voor" en "na" niet bestond.

Opmerkingen (0)
Zoeken