Wissenschaftler haben gerade das erste Foto des Phänomens aufgenommen, das Albert Einstein als "gruselige Fernwirkung" bezeichnet. Dieses Phänomen, Quantenverschränkung genannt, beschreibt eine Situation, in der Teilchen so verbunden bleiben können, dass die physikalischen Eigenschaften des einen den anderen beeinflussen, unabhängig von der Entfernung (sogar Meilen) zwischen ihnen.
Einstein hasste die Idee, da sie gegen klassische Beschreibungen der Welt verstieß. Also schlug er einen Weg vor, wie Verschränkung mit der klassischen Physik koexistieren könnte - wenn es eine unbekannte, "verborgene" Variable gäbe, die als Bote zwischen den beiden verschränkten Teilchen fungierte und deren Schicksal ineinander verschlungen hielt.
Es gab nur ein Problem: Es gab keine Möglichkeit zu testen, ob Einsteins Ansicht - oder die fremde Alternative, bei der Teilchen schneller als mit Lichtgeschwindigkeit "kommunizieren" und Teilchen keinen objektiven Zustand haben, bis sie beobachtet werden - wahr ist. Schließlich hat der Physiker Sir John Bell in den 1960er Jahren einen Test entwickelt, der die Existenz dieser verborgenen Variablen widerlegt - was bedeuten würde, dass die Quantenwelt äußerst seltsam ist.
Kürzlich verwendete eine Gruppe an der Universität von Glasgow ein ausgeklügeltes System von Lasern und Kristallen, um das erste Foto einer Quantenverschränkung aufzunehmen, das gegen eine der heute als "Bellsche Ungleichungen" bekannten Ungleichheiten verstößt.
Dies ist "der entscheidende Test für die Quantenverschränkung", sagte der leitende Autor Miles Padgett, der den Kelvin-Lehrstuhl für Naturphilosophie innehat und Professor für Physik und Astronomie an der Universität von Glasgow in Schottland ist. Obwohl die Menschen Quantenverschränkung und Bellsche Ungleichungen in Anwendungen wie Quantencomputer und Kryptographie verwendet haben, "ist dies das erste Mal, dass jemand eine Kamera verwendet, um dies zu bestätigen."
Um das Foto aufzunehmen, mussten Padgett und sein Team zunächst Photonen oder Lichtteilchen mit einer bewährten Methode verwickeln. Sie trafen mit einem Ultraviolett (UV) -Laser auf einen Kristall, und einige dieser Photonen des Lasers zerbrachen in zwei Photonen. "Aufgrund der Erhaltung von Energie und Impuls sind alle resultierenden Photonenpaare verwickelt", sagte Padgett.
Sie fanden heraus, dass die verschränkten Paare weitaus häufiger korreliert oder synchron waren, als Sie es erwarten würden, wenn eine versteckte Variable beteiligt wäre. Mit anderen Worten, dieses Paar verletzte Bell's Ungleichungen. Die Forscher machten ein Bild mit einer speziellen Kamera, die einzelne Photonen erkennen konnte, machten jedoch erst dann ein Foto, wenn ein Photon mit seinem verwickelten Partner ankam.
Dieses Experiment "zeigt, dass Quanteneffekte die Arten von Bildern verändern, die aufgezeichnet werden können", sagte er gegenüber Live Science. Jetzt arbeiten Padgett und sein Team daran, die Abbildungsleistung des Mikroskops zu verbessern.
Die Ergebnisse wurden am 12. Juli in der Zeitschrift Science Advances veröffentlicht.
