क्वांटम जुड़वाँ परमाणु चिप से

क्वांटम-शारीरिक रूप से जुड़े परमाणु जुड़वां बनाने के लिए शोधकर्ता परिष्कृत परमाणु चिप्स का उपयोग करते हैं

बोस-आइंस्टीन परमाणु चिप में घनीभूत एटमपारे द्वारा उत्सर्जित © आर। ब्यूकर / वीकोन प्रौद्योगिकी विश्वविद्यालय
जोर से पढ़ें

विनीज़ वैज्ञानिकों ने परिष्कृत परमाणु चिप्स के माध्यम से परमाणु रूप से उभरे हुए परमाणु जुड़वां पैदा करने में सफलता प्राप्त की है। अब तक, इसी तरह के प्रयोग केवल प्रकाश कणों के साथ संभव थे, शोधकर्ताओं ने "नेचर फिजिक्स" पत्रिका में रिपोर्ट किया है।

वे वस्तुएं जो एक दूसरे से बहुत दूर हैं लेकिन फिर भी उन्हें अलग से समझा और वर्णित नहीं किया जा सकता है - वे क्वांटम भौतिकी में सबसे आश्चर्यजनक विषमताओं में से हैं। फोटोन जोड़े, जैसा कि विशेष क्रिस्टल में उत्पादित किया जाता है, एक प्रमुख उदाहरण है। उन्हें क्वांटम क्रिप्टोग्राफी के माध्यम से क्वांटम राज्यों को टेलीपोर्ट करने या डेटा प्रसारित करने के लिए उपयोग किया जा सकता है।

भविष्य में, इस तरह के प्रयोग केवल प्रकाश कणों के साथ संभव नहीं होंगे: तकनीकी विश्वविद्यालय (टीयू) वियना में, अल्ट्रा-कोल्ड बोस-आइंस्टीन कंडेनसेट का उपयोग करके सहसंबद्ध परमाणु जोड़े उत्पन्न करने के लिए एक विधि विकसित की गई थी।

अलग और अभी तक एकजुट

यहां तक ​​कि आइंस्टीन भी इस तथ्य पर बहुत विश्वास नहीं करते थे कि अलग-अलग कणों को क्वांटम भौतिकी से जोड़ा जा सकता है और इस तरह की घटनाओं को "भूतिया लंबी दूरी का प्रभाव" कहा जाता है। लेकिन तब से, क्वांटम सिद्धांत के आश्चर्यजनक निष्कर्षों की पुष्टि बार-बार की गई है: क्वांटम कण - भले ही वे बहुत दूर हैं - फिर भी एक साथ हैं और कुछ भौतिक गुणों को "साझा" करते हैं।

"इसका मतलब यह नहीं है कि एक कण में हेरफेर दूसरे को बदल सकता है, जैसे कि वे एक अदृश्य धागे से जुड़े थे, " वियना यूनिवर्सिटी ऑफ टेक्नोलॉजी के एटॉमिक इंस्टीट्यूट के प्रोफेसर जार्ग श्मिटमायर बताते हैं। "लेकिन आपको अभी भी दोनों कणों को एक क्वांटम प्रणाली के रूप में विचार करना है - और यह हमें रोमांचक प्रयोगों के लिए अवसर प्रदान करता है।" श्मिटमेयर की टीम ने वियना यूनिवर्सिटी ऑफ टेक्नोलॉजी में नया अध्ययन किया, जो ग्राज़ विश्वविद्यालय में उलरिच हेनेस्टर द्वारा सैद्धांतिक गणना द्वारा समर्थित है। प्रदर्शन

ऊर्जा और संवेग संरक्षण

क्वांटम-भौतिक रूप से सहसंबद्ध परमाणुओं को उत्पन्न करने के लिए, वैज्ञानिकों ने पहली बार बोस-आइंस्टीन कंडेनसेट का उत्पादन किया। यह विदेशी पदार्थ बेहद कम तापमान पर सेट होता है - पूर्ण शून्य से कुछ डिग्री ऊपर। बोस-आइंस्टीन कंडेनसेट में, सभी परमाणु सबसे कम संभव ऊर्जा स्थिति में हैं।

"सफलता की कुंजी हमारे परमाणु चिप्स में निहित है, " वियना प्रौद्योगिकी विश्वविद्यालय के थोरस्टेन शुम्म बताते हैं। इन दर्जी चिप संरचनाओं के साथ, परमाणुओं को विशेष रूप से हेरफेर और नियंत्रित किया जा सकता है। इस प्रकार, अल्ट्रा-कोल्ड-बोस-आइंस्टीन के परमाणुओं को कंपन ऊर्जा की लक्षित मात्रा के साथ आपूर्ति करना संभव है। जब परमाणु सबसे कम ऊर्जा की स्थिति में लौटते हैं, तो घनीभूत को अधिशेष ऊर्जा से छुटकारा पाना होता है।

Chip हमारे परमाणु चिप का एक परिष्कृत डिजाइन, बोस-आइंस्टीन घनीभूत ऊर्जा को जारी करने का केवल एक ही तरीका है: परमाणु जोड़े का उत्सर्जन। अन्य सभी प्रकारों को क्वांटम भौतिकी द्वारा निषिद्ध किया गया है, विनीज़ वैज्ञानिक रॉबर्ट बॉकर बताते हैं। संवेग संरक्षण के नियम के अनुसार, दो उत्सर्जित परमाणु बिल्कुल विपरीत दिशाओं में चलते हैं। प्रक्रिया उस प्रभाव के अनुरूप होती है जो प्रकाश कणों के जोड़े की पीढ़ी में विशेष नॉनलाइनियर क्रिस्टल में होता है - ऑप्टिकल पैरामीट्रिक थरथरानवाला - लेकिन अब यह न केवल प्रकाश के लिए बल्कि पदार्थ कणों के लिए भी काम करता है।

जल्द ही नए क्वांटम मापने के तरीके?

हालांकि, शोधकर्ताओं के अनुसार, उत्सर्जित परमाणु जुड़वाँ को केवल शास्त्रीय कणों के रूप में कल्पना नहीं की जा सकती है, जैसे कि वे जो विस्फोट की स्थिति में सभी दिशाओं में उड़ जाते हैं। वे एक दूसरे की भौतिक प्रतियां हैं और केवल आंदोलन की विपरीत दिशा से भिन्न होती हैं। वे वस्तुतः एक सामान्य क्वांटम वस्तु बनाते हैं form एक परमाणु को गणितीय रूप से दूसरे का वर्णन किए बिना एक साथ वर्णित नहीं किया जा सकता है।

"हम भविष्य में रोमांचक प्रयोगों के लिए इन परमाणुओं का उपयोग करेंगे, " श्मिटिडेयर आत्मविश्वास से कहते हैं। एक अविश्वसनीय रूप से रोमांचक क्षेत्र अनुसंधान के क्षेत्र में खुल रहा है। इससे कौन सी नई खोज या आवेदन की संभावनाएं पैदा होंगी, यह आज भी स्पष्ट नहीं है। यह अच्छी तरह से बोधगम्य है कि ये सहसंबद्ध परमाणु बीम नए क्वांटम मापने के तरीकों को सक्षम करेंगे, एक सटीक के साथ जो कि शास्त्रीय भौतिकी की संभावनाओं से अधिक है। (प्रकृति भौतिकी, 2011) doi: 10.1038 / nphys1992)

(तकनीकी विश्वविद्यालय वियना, 2 मई, 2011 - डीएलओ)