Бог играет в эти игры
Квантовая запутанность и квантовая телепортация — это хайп. Новости о том, что очередной банк ввел в эксплуатацию квантовое шифрование, а группа ученых провела эксперимент по квантовой телепортации на сотни километров, многим научным журналистам уже давно набили оскомину, но их число все растет и растет. Нобелевский комитет утверждает, что реагирует не на него. Но тогда непонятно почему премию дали сегодня, а не десять лет назад. Рассказываем, кто такие Джон Клаузер, Ален Аспе и Антон Цайлингер — и где они, а где хайп.
Хайп вызван тем, что технологии добрались до практических применений, «квантовая телепортация» стала все чаще появляться в заголовках. А это спровоцировало и новую волну интереса к хорошо известным классическим фундаментальным исследованиям. Похожая история была с премией по медицине 2020 года, когда ее дали за открытие вируса гепатита С 45-летней давности — под тем флагом, что противовирусные препараты наконец-то добрались до конечного потребителя.
Работы сегодняшних лауреатов — безусловная классика. Джон Клаузер со своим соавтором Стюартом Фридманом проводил эксперименты в 1970-х, Аспе и Цайлингер — в 1980-х и 1990-х. В 2010 году эта же тройка получила премию Вольфа, которую многие в физике считают второй по престижности после Нобелевской.
Нелокальность
Квантовая механика — очень контринтуитивная теория. Математика математикой, она может прекрасно работать и все объяснять, но человеческому уму голой математики не хватает. Чтобы голова болела поменьше, эту математику нужно как-то интерпретировать. Нормальные коты не могут быть одновременно живыми и мертвыми, а электроны — и частицей, и волной. Но удовлетворительного объяснения, которое никого не приводит в состояние ступора, у нас нет. Есть только парадоксальные: коты живы и мертвы в один и тот же момент, а природа электронов дуальна.
При этом искать объяснение для квантовой математики тоже можно по-разному. Одной из самых плодотворных оказалась формулировка через принцип нелокальности.
Вопрос, как частицы взаимодействуют не взаимодействуя, — в каком-то смысле тот же вопрос о живости кота и частичности электрона, но сформулированный другими словами.
Из-за этого Альберт Эйнштейн к квантовой механике относился неодобрительно, говоря, что «Бог не играет в кости». Человеческому уму непостижимо, что в мире все не детерминировано, а подчиняется законам вероятности. В 1935 году Эйнштейн вместе с Борисом Подольским и Натаном Розеном опубликовал статью, где описывался парадоксальный мысленный эксперимент, который должен был, по мнению авторов, показать, что за нынешней квантовой теорией должно найтись что-то еще.
Парадокс стоит на двух базовых свойствах квантового мира: принципе неопределенности и квантовой запутанности. Запутанность возникает при взаимодействии двух квантовых частиц: описывающие их волновые функции устроены так, что если у частиц общий источник или они действуют друг на друга с определенной силой, то их квантовые параметры (например, спин) становятся связанными, даже тогда, когда прямое взаимодействие между ними прекратится.
От редактора
Изначально в тексте мы писали: «Если изменить спин одного из электронов — перевернется и спин второго». Так говорить неверно: любая попытка прямого управления квантовым состоянием одной из частиц (как и измерение этого состояния) приведет к декогеренции и разрушит запутанность. Запутанность и связанность состояний электронов сохранится до тех пор, пока их не разрушит внешнее воздействие. Редакция приносит извинение за допущенную неточность.
Если две квантово запутанные частицы образовались в результате распада третьей, то из закона сохранения импульса их импульсы связаны друг с другом: зная импульс одной, можно автоматически узнать импульс второй. Поэтому измерив импульс первой частицы и координату второй, экспериментатор может узнать для второй частицы и координату, и импульс — а это противоречит принципу неопределенности.
В более поздней версии этого эксперимента вместо импульса предлагали использовать спин.
Предложенная экспериментальная схема основывалась на критике копенгагенской интерпретации квантовой механики. По ней, состояние квантовой системы основано на участии наблюдателя. Вероятность превращается в реальность только в тот момент, когда появляется наблюдатель: он измеряет состояние микрообъекта и таким образом фиксирует его. Копенгагенскую интерпретацию в ответных статьях Бор защитил, но вопросы к ней остались.
Эйнштейн, Подольский и Розен предполагали, что квантово-механическое описание с помощью волновых функций неполное (и значит в них должны быть какие-то еще, пока что скрытые переменные) — либо вовсе неправильное, невзирая на экспериментальные успехи в области.
Без скрытых параметров
Гипотеза о скрытых параметрах предполагает, что парадоксальное описание происходящего с частицами — просто недостаток теории, следствие ее незавершенности. И что по-настоящему фундаментальное описание еще только грядет — и опираться она будет на какие-то другие, пока невидимые или непонятные величины. Волновые функции и теория вероятностей, из которых возникают неопределенность и корпускулярно-волновой дуализм, тогда не понадобятся.
Согласно специальной теории относительности, все взаимодействия между квантовыми объектами подчиняются первому правилу пространства и не могут распространяться быстрее скорости света. Квантовая же механика говорит, что если две квантовые частицы запутаны между собой, то изменение состояния одной из них приведет к изменению состояния другой моментально, даже если они находятся на разных концах Вселенной — и никто им в этом не указ.
В 1964 году американский физик Джон Белл предложил математическую схему, с помощью которой можно было доказать, что никаких скрытых параметров в квантовой теории на самом деле нет.
И одновременно эта математика давала возможность проверить, есть эти дополнительные параметры в реальности или нет. Различия должны были проявляться на уровне статистики. Надо было только проверить.
Белл сформулировал неравенства, правдивость которых должна показать, есть ли в квантовой системе скрытые параметры. Если они выполняются, значит скрытые параметры есть, а нелокальность квантовой механики — лишь временное решение, нелепый костыль. А если не выполняются — то мир квантовых объектов и правда нелокален, теория говорит нам сущую правду, и покоя наш разум в контринтуитивной реальности не найдет. Придется это просто принять.
Принципы эксперимента для проверки неравенств предложил сам Белл. Он должен удовлетворять нескольким условиям. Сначала надо получить квантово-запутанные частицы, потом разнести их на достаточно большое расстояние так, чтобы они свою запутанность при этом не растеряли. Затем квантовое состояние этих частиц надо измерить — быстро и точно. И повторить этот эксперимент много раз: все-таки проверяет он статистику.
Запутанные эксперименты
Как технически реализовать идею Белла, поняли пятью годами позже Джон Клаузер, Майкл Хорн, Абнер Шимони и Ричард Холт. Их схема включала в себя источник двух пучков фотонов, два поляризатора света и несколько однофотонных детекторов.
Поскольку источник один, то фотоны автоматически были запутанными. Важнейшие элементы этой схемы — двухканальные поляризаторы, которые независимо друг от друга разделяют потоки и изменяют состояние фотонов. Все эти сигналы собираются потом на общем модуле, который набирает статистику и вычисляет нужную для проверки неравенств корреляционную функцию.
Во времена Белла эксперимент можно было только придумать — технической базы для реализации банально не хватало. Но ждать пришлось недолго.
В 1972-м Клаузер, взяв себе в помощь аспиранта Стюарта Фридмана, использовал подходящие поляризаторы, с помощью которых можно было создать пару запутанных фотонов. За 200 часов измерений ученые набрали достаточно данных, чтобы с достоверностью 6 сигма показать, что неравенство Белла не выполняется. Впрочем, в своей установке физики использовали одноканальные поляризаторы, которые пропускают поляризованный свет только в одном направлении — то есть фотоны для измерений выбирались не случайным образом.
Эксперимент явно свидетельствовал о нарушении неравенств Белла и нарушении принципа локальности, но окончательно научное сообщество не убедили, как раз потому, что фотоны для измерений выбирались не случайные, — а именно случайность необходима, чтобы критерий Белла по-настоящему работал.
Поэтому более убедительным ударом по локальности стали эксперименты Алена Аспе девятью годами позже. Французский физик придумал эксперимент, который закрывал недостатки эксперимента Клаузера и Фридмана.
В результате достоверность эксперимента удалось довести до десяти сигм. Неравенство Белла не выполнялось. Локальность не нашлась.
Телепортация и криптография
Единственная проблема, которая оставалась нерешенной после экспериментов Клаузера и Аспе, — слишком маленькое расстояние между поляризаторами. Это оставляло возможность для сомнений: вдруг за такой небольшой путь сигнал не успевал стать достаточно случайным?
Ответить на этот вопрос удалось еще через пятнадцать лет.
В 1998 году третий лауреат Антон Цайлингер поставил точку в этом вопросе. Его группа показала, что если условие локальности измерений строго выполняется — а это обязательное условие критерия Белла, — то неравенства все равно нарушаются. Ученые разнесли анализаторы на 400 метров друг от друга, и собранная статистика все так же подтвердила отсутствие в квантовой теории скрытых параметров.
А еще год спустя группа Цайлингера ввела в научный язык понятие квантовой телепортации. Физики провели эксперимент, в котором квантовое состояние одной частицы моментально перенеслось на другую. В этой схеме участвовали три фотона: два запутанных и разнесенных друг от друга — и третий, состояние которого передавалось. Взаимодействуя с одним фотоном из запутанной пары, квантовое состояние «телепортируемого» фотона (в оригинальной работе — поляризация) мгновенно передавалось удаленной частице, второй из запутанной пары.
В своей работе Цайлингер писал, что этот эффект можно использовать для создания квантовых компьютерных сетей — что в результате и стало происходить.
Именно на технологии квантовой телепортации в результате создали квантовые повторители, на них основаны системы квантовой криптографии (о них подробнее читайте в материале «Квантовая азбука: телепортация»), а телепортировать квантовое состояние фотонов сейчас можно на сотни километров или даже переносить его на орбиту (о практическом применение этих технологий в России читайте в материале «Выдергиваете и сжигаете»). И все эти красивые истории — уже хайп. По сути, они воспроизводят эксперименты Цайлингера и его предшественников, но выглядят, во-первых, намного симпатичнее, а во-вторых — иногда уже имеют прагматическую ценность.
Продолжаем проверять
Невыполнимость неравенств Белла продолжают проверять и сейчас. Но именно в такой формулировке — «проверять невыполнимость». Все эксперименты подтверждают, что они не выполняются, и никаких скрытых параметров в квантовой механике нет. Например, в 2016 году физики подтвердили, что локальный реализм нарушается и в масштабах галактик и звезд.
В качестве генератора случайных чисел физики использовали свет отдаленных звезд, благодаря чему избавились от возможных скрытых корреляций в прошлом системы. А в другой работе ученые в качестве генератора случайных чисел взяли данные браузерной игры. Неравенства все так же нарушаются. Локальной реальности все так же нет.
Богу, судя по всему, игра в эти кости никак не надоест.
Александр Дубов при участии Марата Хамадеева
Физики получили ультрахолодный молекулярный квантовый газ
https://ria.ru/20201209/kvant-1588472523.html
Физики получили ультрахолодный молекулярный квантовый газ
Физики получили ультрахолодный молекулярный квантовый газ — РИА Новости, 09.12.2020
Физики получили ультрахолодный молекулярный квантовый газ
Американские физики впервые получили управляемое состояние ультрахолодного молекулярного квантового газа, которое может иметь множество практических приложений… РИА Новости, 09.12.2020
2020-12-09T19:00
2020-12-09T19:00
2020-12-09T19:00
наука
технологии
сша
физика
/html/head/meta[@name=’og:title’]/@content
/html/head/meta[@name=’og:description’]/@content
https://cdnn21.
img.ria.ru/images/153231/88/1532318896_0:282:1280:1002_1920x0_80_0_0_3088759f6047b4c8ea9d45461516526f.jpg
МОСКВА, 9 дек — РИА Новости. Американские физики впервые получили управляемое состояние ультрахолодного молекулярного квантового газа, которое может иметь множество практических приложений — от приборов сверхточных измерений до квантовых вычислений. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature.В классическом понимании газ состоит из большого числа хаотически двигающихся частиц. Когда газ охлаждается почти до абсолютного нуля, молекулы перестают вести себя как частицы и приобретают свойства волн, которые перекрываются. Это состояние называют квантовым газом, а температура перехода молекулярного газа в квантовое состояние — температурой вырождения. Свойства квантового газа зависят от степени его вырождения, когда молекулы газа как частицы отталкиваются друг от друга, но взаимодействуют на больших расстояниях благодаря своим перекрывающимся волнам, электрическим дипольным моментам и другим характеристикам.
Исследователи из JILA — совместного учреждения Национального института стандартов и технологий США (NIST) и Университета Колорадо в Боулдере — разработали инструменты для «включения» состояния ультрахолодного молекулярного квантового газа и контроля над межмолекулярными взаимодействиями на больших расстояниях.Ультрахолодные квантовые газы потенциально могут найти применение в приборах сверхточных измерений, для моделирования экстремальных состояний материи, создания квантовых многочастичных систем и в квантовых вычислениях.По мнению авторов, новая схема подталкивания молекулярного газа к его низшему энергетическому состоянию, называемому квантовым вырождением, при котором подавляются химических реакции, разрушающие молекулы, позволят исследовать экзотические квантовые состояния, в которых все молекулы взаимодействуют друг с другом.»Удаленные взаимодействия молекул могут дать начало экзотической квантовой физике и новому контролю в квантовой информатике, — приводятся в пресс-релизе NIST слова руководителя исследования Джун Йе (Jun Ye) из института JILA.
— Однако до сих пор никто не придумал, как «включить» эти удаленные взаимодействия в массивном газе». «Теперь все это изменилось. Наша работа впервые показала, что можно использовать электрическое поле, чтобы управлять молекулярными взаимодействиями, а потом продолжить охлаждение и начать изучать коллективную физику, в которой все молекулы связаны друг с другом», — продолжает Йе.Ученые давно пытались научиться контролировать ультрахолодные молекулы так же, как они управляют атомами, используя для этого полярность молекул, то есть противодействие электрическим зарядам. Но удалось это только сейчас.Исследователи создали при температуре 250 нанокельвинов — чуть выше абсолютного нуля — плотный газ из примерно двадцати тысяч дипольных молекул калия-рубидия, которые в электрическом поле ведут себя как крошечные магниты, из-за того, что атомы рубидия обладают положительным зарядом, а атома калия — отрицательным.Чтобы получить такие молекулы, авторы загрузили смесь газовых атомов в вертикальную стопку тонких пластинчатых ловушек из лазерного света, называемых оптической решеткой.
Между пластинами решетки атомы удерживались в вертикальном положении. Затем исследователи использовали магнитные поля и лазеры, чтобы связать пары атомов в молекулы.После этого, разместив молекулярное облако в центре нового шестиэлектродного узла, образованного двумя стеклянными пластинами и четырьмя вольфрамовыми стержнями, исследователи создали регулируемое электрическое поле.Эта среда обеспечивала эффективное испарительное охлаждение газа до температуры ниже начала квантового вырождения. Процесс охлаждения удалял самые горячие молекулы из решеточной ловушки и позволял оставшимся молекулам адаптироваться к более низкой температуре за счет упругих столкновений.Медленное включение горизонтального электрического поля в течение сотен миллисекунд уменьшало силу ловушки в одном направлении на время, достаточное для того, чтобы горячие молекулы вылетали, а оставшиеся молекулы охлаждались. В конце этого процесса молекулы вернулись в свое наиболее стабильное состояние, но теперь в более плотном газе.
Авторы отмечают, что разработанный ими метод можно применять для получения ультрахолодных квантовых газов, состоящих и из других полярных молекул.
https://ria.ru/20201203/eksiton-1587558355.html
https://ria.ru/20201203/solntse-1587550707.html
сша
РИА Новости
1
5
4.7
96
7 495 645-6601
ФГУП МИА «Россия сегодня»
https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/
2020
РИА Новости
1
5
4.7
96
7 495 645-6601
ФГУП МИА «Россия сегодня»
https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/
Новости
ru-RU
https://ria.ru/docs/about/copyright.html
https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/
РИА Новости
1
5
4.7
96
7 495 645-6601
ФГУП МИА «Россия сегодня»
https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/
1920
1080
true
1920
1440
true
https://cdnn21.
img.ria.ru/images/153231/88/1532318896_0:162:1280:1122_1920x0_80_0_0_e902aa84163012f8caebef56e5430bfb.jpg
1920
1920
true
РИА Новости
1
5
4.7
96
7 495 645-6601
ФГУП МИА «Россия сегодня»
https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/
РИА Новости
1
5
4.7
96
7 495 645-6601
ФГУП МИА «Россия сегодня»
https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/
технологии, сша, физика
Наука, Технологии, США, Физика
МОСКВА, 9 дек — РИА Новости. Американские физики впервые получили управляемое состояние ультрахолодного молекулярного квантового газа, которое может иметь множество практических приложений — от приборов сверхточных измерений до квантовых вычислений. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature.
В классическом понимании газ состоит из большого числа хаотически двигающихся частиц.
Когда газ охлаждается почти до абсолютного нуля, молекулы перестают вести себя как частицы и приобретают свойства волн, которые перекрываются. Это состояние называют квантовым газом, а температура перехода молекулярного газа в квантовое состояние — температурой вырождения.
Свойства квантового газа зависят от степени его вырождения, когда молекулы газа как частицы отталкиваются друг от друга, но взаимодействуют на больших расстояниях благодаря своим перекрывающимся волнам, электрическим дипольным моментам и другим характеристикам.
Исследователи из JILA — совместного учреждения Национального института стандартов и технологий США (NIST) и Университета Колорадо в Боулдере — разработали инструменты для «включения» состояния ультрахолодного молекулярного квантового газа и контроля над межмолекулярными взаимодействиями на больших расстояниях.
Ультрахолодные квантовые газы потенциально могут найти применение в приборах сверхточных измерений, для моделирования экстремальных состояний материи, создания квантовых многочастичных систем и в квантовых вычислениях.
По мнению авторов, новая схема подталкивания молекулярного газа к его низшему энергетическому состоянию, называемому квантовым вырождением, при котором подавляются химических реакции, разрушающие молекулы, позволят исследовать экзотические квантовые состояния, в которых все молекулы взаимодействуют друг с другом.
3 декабря 2020, 22:00Наука
Японские физики впервые наблюдали темные экситоны
«Удаленные взаимодействия молекул могут дать начало экзотической квантовой физике и новому контролю в квантовой информатике, — приводятся в пресс-релизе NIST слова руководителя исследования Джун Йе (Jun Ye) из института JILA. — Однако до сих пор никто не придумал, как «включить» эти удаленные взаимодействия в массивном газе».
«Теперь все это изменилось. Наша работа впервые показала, что можно использовать электрическое поле, чтобы управлять молекулярными взаимодействиями, а потом продолжить охлаждение и начать изучать коллективную физику, в которой все молекулы связаны друг с другом», — продолжает Йе.
Ученые давно пытались научиться контролировать ультрахолодные молекулы так же, как они управляют атомами, используя для этого полярность молекул, то есть противодействие электрическим зарядам. Но удалось это только сейчас.
Исследователи создали при температуре 250 нанокельвинов — чуть выше абсолютного нуля — плотный газ из примерно двадцати тысяч дипольных молекул калия-рубидия, которые в электрическом поле ведут себя как крошечные магниты, из-за того, что атомы рубидия обладают положительным зарядом, а атома калия — отрицательным.
Чтобы получить такие молекулы, авторы загрузили смесь газовых атомов в вертикальную стопку тонких пластинчатых ловушек из лазерного света, называемых оптической решеткой. Между пластинами решетки атомы удерживались в вертикальном положении. Затем исследователи использовали магнитные поля и лазеры, чтобы связать пары атомов в молекулы.
После этого, разместив молекулярное облако в центре нового шестиэлектродного узла, образованного двумя стеклянными пластинами и четырьмя вольфрамовыми стержнями, исследователи создали регулируемое электрическое поле.
Эта среда обеспечивала эффективное испарительное охлаждение газа до температуры ниже начала квантового вырождения. Процесс охлаждения удалял самые горячие молекулы из решеточной ловушки и позволял оставшимся молекулам адаптироваться к более низкой температуре за счет упругих столкновений.
Медленное включение горизонтального электрического поля в течение сотен миллисекунд уменьшало силу ловушки в одном направлении на время, достаточное для того, чтобы горячие молекулы вылетали, а оставшиеся молекулы охлаждались. В конце этого процесса молекулы вернулись в свое наиболее стабильное состояние, но теперь в более плотном газе.
Авторы отмечают, что разработанный ими метод можно применять для получения ультрахолодных квантовых газов, состоящих и из других полярных молекул.
3 декабря 2020, 22:00Наука
«Вояджер» обнаружил новый тип электронных вспышек Солнца
Новости квантовой физики
Новый подход к разгадке тайны темной энергии
Что стоит за темной энергией и что связывает ее с космологической постоянной, введенной Альбертом Эйнштейном? Два физика из Люксембургского университета указывают путь к ответам на эти открытые вопросы физики.
Общая физика
18 часов назад
В конце концов, никакого «второго закона запутанности», утверждает исследование
Второй закон термодинамики часто считают одним из немногих физических законов, которые абсолютно и бесспорно верны. Закон гласит, что количество «энтропии» — физического свойства — любой закрытой системы…
Квантовая физика
19 часов назад
Квантовая физика
19 часов назад
Общая физика
Скручивание атомов сквозь пространство и время
Одно из самых захватывающих применений квантовых компьютеров будет заключаться в том, чтобы направить их взгляд внутрь, на те самые квантовые правила, которые заставляют их работать.
Квантовые компьютеры можно использовать для моделирования самой квантовой физики, и, возможно…
Квантовая физика
23 января 2023 г.
Теорема статистической физики также действительна в квантовом мире, исследование показывает
Физики Боннского университета экспериментально доказали, что важная теорема статистической физики применима к так называемым «конденсатам Бозе-Эйнштейна». Их результаты теперь позволяют измерять определенные свойства…
Общая физика
20 января 2023 г.
Инженерия квантовых материалов Флоке
Квантовые материалы — это материалы с уникальными электронными, магнитными или оптическими свойствами, в основе которых лежит поведение электронов на квантово-механическом уровне.
Исследования показали, что взаимодействие между этими…
Оптика и фотоника
Исследователи демонстрируют совместное распространение квантовых и классических сигналов
В новом исследовании исследователи из Orange и Toshiba Europe показывают, что канал квантовых данных и классические оптические сигналы могут распространяться по одному и тому же волокну на несколько десятков километров с низкой частотой ошибок. Новый …
Общая физика
20 января 2023 г.
Оптика и фотоника
19 января 2023 г.
Конденсированное вещество
19 января, 2023 г.
Сверхпроводимость
19 января 2023 г.
Исследователь утверждает, что электроны вращаются благодаря своим полям
Глубоко внутри всей материи во Вселенной гудят электроны и ведут себя так, как будто они вращаются вокруг своих осей, как волчки. Эти «вращающиеся» электроны имеют фундаментальное значение для квантовой физики и играют центральную…
Квантовая физика
18 января 2023 г.
Данные показывают неожиданное преимущество в выравнивании спинов частиц
Учитывая выбор трех различных «спиновых» ориентаций, некоторые частицы, возникающие в результате столкновений на релятивистском коллайдере тяжелых ионов (RHIC), ускорителе атомов в Брукхейвенском национальном институте Министерства энергетики США (DOE), .
..
Общая физика
18 января 2023 г.
Квантовая физика
18 января 2023 г.
Улучшенный метод охлаждения для квантового мира
Квантовая природа объектов, видимых невооруженным глазом, в настоящее время является широко обсуждаемым исследовательским вопросом. Группа под руководством физика из Инсбрука Герхарда Кирхмайра продемонстрировала в лаборатории новый метод, который может сделать …
Сверхпроводимость
18 января 2023 г.
Первое наблюдение явления черенковского излучения в двумерном пространстве
Исследователи факультета электротехники и вычислительной техники Эндрю и Эрны Витерби Техниона — Израильского технологического института представили первое экспериментальное наблюдение черенковского излучения, ограниченного .
..
Оптика и фотоника
18 января 2023 г.
Лаборатория разрабатывает новый метод генерации одиночных фотонов на кристалле
По мере того, как шумиха вокруг будущего квантовых технологий становится все громче, исследователи во всем мире работают сверхурочно, чтобы выяснить, как лучше всего раскрыть потенциал сверхпозиционных, запутанных, туннельных или иным образом готовых к прайм-тайму квантовых…
Оптика и фотоника
17 января 2023 г.
Новый оптический метод проверки топологических фаз в магнитных материалах
Топологические фазы не ограничиваются электронными системами.
Они также могут встречаться в магнитных материалах, свойства которых описываются в терминах магнитных волн, или так называемых магнонов. Однако, несмотря на то, что ученые…
Оптика и фотоника
17 января 2023 г.
Квантовая физика
Эксперимент с ядерным реактором исключает одну надежду на темную материю
Это была аномалия, обнаруженная во время шторма ядерного реактора, настолько загадочная, что физики надеялись, что она прольет свет на темную материю, одну из величайших тайн Вселенной.
Общая физика
14 января 2023 г.
Квантовая механика – Новости, исследования и анализ – Разговор – страница 1
Показ 1 — 20 из 89 артикулов
ШаттерстокЛоркан Конлон, 9 лет0135 Австралийский национальный университет и Сайед Асад, Австралийский национальный университет
Изучение микроскопических квантовых объектов чрезвычайно сложно, потому что их свойства связаны друг с другом. Но мог бы быть новый метод, чтобы измерить их настолько точно, насколько это возможно.
Кот Шредингера известен во всем мире, но что он означает на самом деле? Роберт Коус-Бейкер/FlickrАлессандро Федрицци, Университет Хериот-Ватт и Мехул Малик, Университет Хериот-Ватт
Нет, «запутанные» частицы не общаются.
Взгляд внутрь процесса квантовых вычислений. Квантовые технологии — это возможность стоимостью 142 миллиарда долларов, которая может обеспечить работой 229 000 канадцев к 2040 году.
(Фотонный) Стефани Симмонс, 9 лет0135 Университет Саймона Фрейзера
Канада имеет хорошие возможности для получения далеко идущих экономических и социальных выгод от быстро развивающейся квантовой индустрии, но она должна действовать сейчас, чтобы закрепить свой успех.
Дэниелс Джоффе / UnsplashПитер Эванс, Университет Квинсленда
Квантовая механика подняла сложные философские вопросы о природе мира, и физик по имени Джон Белл понял, как на них могут ответить эксперименты.
Когда две частицы запутаны, состояние одной связано с состоянием другой.
Виктор де Шванберг / Научная фотобиблиотека через Getty Images Андреас Мюллер, Университет Южной Флориды
Множество экспериментов показали, что таинственные явления квантовой механики определяют то, как функционирует Вселенная. Ученые, стоящие за этими экспериментами, получили Нобелевскую премию по физике 2022 года.
Члены Нобелевского комитета по физике объявляют лауреатов Нобелевской премии по физике 2022 года (слева направо на экране) Алена Аспекта, Джона Ф. Клаузера и Антона Цайлингера. Информационное агентство TT / Alamy Stock PhotoРоберт Янг, Ланкастерский университет,
Открытие того, что частицы могут быть призрачно связаны, привело к технологической революции.
Сэм Барон, Австралийский католический университет
Передовые теории физики предполагают, что время может быть нереальным, но даже если они верны, жизнь может идти своим чередом.
МинчжэФотон/ShutterstockБрианна Смарт, Университет Хартфордшира
Ученые выдвинули ряд теорий о мультивселенной.
IBMСтефан Рэйчел, Мельбурнский университет, и Филипп Фрей, Мельбурнский университет,
Подобно кофе, который нельзя перемешать, «кристалл времени» представляет собой странное квантовое состояние материи, которое никогда не приходит в равновесие.
Николас Борнман, Университет Витватерсранда
Квантовую природу света можно использовать для самых разных целей.
Юрик Питер / ShutterstockПитер Эванс, Университет Квинсленда
«Реальность, включая нас самих, — не что иное, как тонкая и хрупкая вуаль»: новая интерпретация квантовой физики утверждает, что объекты не могут существовать независимо.
Калифорнийский технологический институт / Массачусетский технологический институт / Лаборатория LIGOДэвид Эрнест Макклелланд, Австралийский национальный университет ; Роберт Уорд, , Австралийский национальный университет, , и Терри Макрей, , Австралийский национальный университет, .
Крупнейшая в мире обсерватория гравитационных волн исследует возможности квантовой механики.
Уорвик БоуэнУорик Боуэн, Университет Квинсленда
Квантовые микроскопы позволяют обнаружить биологические структуры, которые иначе было бы невозможно увидеть.
NSF / LIGO / Государственный университет Сономы / A SimonnetДэвид Блэр, Университет Западной Австралии
Небольшое дополнение к существующим детекторам гравитационных волн может показать, что происходит с материей, когда она становится черной дырой, процесс, подобный Большому взрыву в обратном направлении.
Темную материю можно вывести из набора физических подсказок во Вселенной. НАСАБенджамин Брубейкер, Университет Колорадо, Боулдер,
Исследователи нашли способ ускорить поиск темной материи с помощью технологии квантовых вычислений. Сжимая квантовый шум, детекторы теперь могут искать аксионы в два раза быстрее.
ШаттерстокПитер Эванс, 9 лет0135 Университет Квинсленда
Квантовая механика странная штука. Философ объясняет, насколько это странно, и что это значит для реальности.
Оригинальная работа Людмилы Одинцовой.Говард Уайзман, Университет Гриффита,
В течение 60 лет физики думали, что точно знают, насколько когерентным может быть лазер. Теперь был найден окончательный квантовый предел лазерной когерентности, и он намного больше, чем кто-либо думал.
ШаттерстокСтефан Форстнер, Университет Квинсленда
Мы идентифицируем экспериментальный метод, который мог бы, наконец, выяснить, могут ли объекты, намного большие, чем атомы, такие как люди или животные, существовать в нескольких местах одновременно.
Эрик Кавальканти, Университет Гриффита,
Новый поворот старого эксперимента показывает, что несколько здравых представлений о реальности не могут быть правдой.
Квантовые компьютеры могут быть более надежными. Юрченко Сергей/ShutterstockIttay Weiss, Университет Портсмута
Никто не ожидал, что увеличение количества коммуникаций сделает вычислительные задачи более надежными.
Ведущие участники
- Дэвид Блэр
Почетный профессор Центра передового опыта ARC по открытию гравитационных волн, OzGrav, Университет Западной Австралии
- Клайв Эмэри
Преподаватель Ньюкаслского университета
- Роберт Янг
Профессор физики и директор Ланкастерского центра квантовых технологий Ланкастерского университета
- Андреа Морелло
Профессор Университета Нового Южного Уэльса в Сиднее
- Сэм Барон
Адъюнкт-профессор философии науки, Австралийский католический университет
- Майкл Холл
Почетный старший преподаватель Австралийского национального университета.
- Джонатан Кэрролл
Постдокторский научный сотрудник, Центр субатомной структуры материи, Университет Аделаиды
org/Person»>
Говард УайзманГовард Уайзман — друг разговора.
Директор Центра квантовой динамики Университета Гриффита
org/Person»>
Питер ЭвансПреподаватель, Университет Квинсленда
