Fizicienii au reușit, pentru prima dată, să „încurce” în mișcare doi atomi, un fenomen descris de Albert Einstein drept „acțiune fantomatică la distanță”. Studiul confirmă o trăsătură fundamentală a mecanicii cuantice, demonstrând că atomii pot fi corelați cuantic prin impulsul lor, o descoperire cu potențial de a revoluționa domenii precum senzorii cuantici.
Cercetătorii au lucrat cu atomi de heliu ultrareci, demonstrând că aceștia pot fi corelați cuantic prin impulsul lor. Impulsul descrie viteza și direcția de mișcare a unei particule, luând în considerare și masa acesteia. Această descoperire sparge barierele anterioare, deoarece inseparabilitatea cuantică fusese demonstrată până acum doar pentru fotoni și pentru stările interne de spin ale atomilor. Atomii, spre deosebire de fotoni, au masă și sunt influențați de gravitație.
Experimentul inedit cu atomi de heliu
Echipa de cercetare a folosit heliul, datorită capacității acestuia de a fi menținut într-o stare excitată stabilă pentru o perioadă relativ lungă, de aproximativ două ore. Această proprietate a permis detectarea individuală a atomilor și reconstruirea precisă a impulsului tridimensional al sistemului. Experimentul a presupus răcirea heliului aproape de zero absolut, moment în care atomii își încetinesc mișcarea și își pierd identitatea cuantică, formând un condensat Bose-Einstein.
Prin utilizarea unor impulsuri laser calibrate, condensatul a fost împărțit în trei grupuri: unul propulsat în sus, unul în jos și unul static. În momentul în care norii în mișcare au traversat zona statică, atomii s-au ciocnit și s-au dispersat, formând perechi corelate dispuse pe suprafețe sferice. Fizicienii au aplicat un interferometru Rarity-Tapster, folosind o metodă utilizată anterior doar pentru fotoni. Corelațiile observate nu pot fi explicate prin teorii clasice.
Implicații și viitoare direcții de cercetare
Sean Hodgman, de la Universitatea Națională Australiană, a subliniat importanța rezultatelor, deși acestea confirmă predicții deja existente ale fizicii cuantice. „Creierul nostru nu este pregătit să proceseze astfel de fenomene. La scară mică, atomii nu sunt bile solide, ci apar ca niște entități difuze”, a explicat acesta. Cercetătorii evaluează în prezent o versiune mai avansată a experimentului.
Viitorul experiment va implica ciocnirea a doi izotopi de heliu, heliu-3 și heliu-4, pentru a obține perechi corelate simultan prin impuls și masă. Un astfel de sistem ar putea pune la încercare teoriile actuale. Hodgman a menționat provocările pe care le-ar ridica descrierea matematică a unui asemenea sistem din perspectiva gravitației cuantice. Studiul a fost publicat în revista *Nature Communications*.
