I løpet av 1930-årene vendte den ærverdige teoretiske fysikeren Albert Einstein tilbake til feltet kvantemekanikk, som relativitetsteoriene hans var med på å skape. I håp om å utvikle en mer fullstendig teori om hvordan partikler oppfører seg, ble Einstein i stedet forferdet over utsiktene til kvanteforviklinger - noe han beskrev som "nifs handling på avstand".
Til tross for Einsteins bekymringer, har kvanteforviklinger blitt en akseptert del av kvantemekanikken. Og nå, for første gang noensinne, tok et team av fysikere fra University of Glasgow et bilde av en form for kvanteforviklinger (aka Bell-sammenfiltring) på jobb. Dermed klarte de å fange det første stykke visuelle bevis på et fenomen som forbløffet selv Einstein selv.
Artikkelen som beskrev funnene deres, med tittelen “Imaging Bell-type nonlocal behavior”, dukket nylig opp i tidsskriftet Vitenskapelige fremskritt. Studien ble ledet av Dr. Paul-Antoine Moreau, en stipendiat i Leverhulme i tidlig karriere ved University of Glasgow, og inkluderte flere forskere fra Glasgow's School of Physics & Astronomy.
Kvanteforviklinger beskriver fenomenet der to partikler som samvirker med hverandre kan forbli koblet, og øyeblikkelig dele sine fysiske tilstander uansett hvor langt fra hverandre de er. Denne forbindelsen er kjernen i kvantemekanikken, selv om den bryter med begrepet lokal realisme og mange elementer av spesiell relativitet.
I 1964 utvidet Sir John Bell arbeidet til tidligere teoretikere ved å formalisere begrepet nonlocal interaksjon og beskrive en sterk form for sammenfiltring. Dette vil bli kjent som Bell entanglement, et konsept som blir utnyttet for flere vitenskapelige applikasjoner - som kvanteberegning og kryptografi.
Og ennå, til nå, ble den aldri tatt i et enkelt bilde. Som Dr. Moreau sa i en pressemelding fra University of Glasgow:
"Bildet vi har klart å fange er en elegant demonstrasjon av en grunnleggende egenskap av natur, sett for aller første gang i form av et bilde. Det er et spennende resultat som kan brukes til å fremme det nye feltet for kvanteberegning og føre til nye typer avbildning. "
For undersøkelsens skyld utviklet forskerteamet et system der en strøm av sammenfiltrede bilder fyres fra en kvantet lyskilde. Denne strømmen går deretter gjennom en serie “ikke-konvensjonelle gjenstander”, som refererer til flytende krystaller-materialer som endrer fotonenes fase når de passerer gjennom.
Oppsettet inkluderte også et supersensitivt kamera som var i stand til å oppdage enkeltfotoner og ta bilder av dem. Kameraet ble imidlertid programmert til bare å ta bilder hvis det fikk øye på både ett foton og det sammenfiltrede tvillinget. Dermed skapte eksperimentet effektivt en synlig oversikt over sammenfiltringen av to fotoner.
Resultatene fra denne studien åpner døren for en helt ny verden av kvanteteknologiteknikker som drar nytte av Bell forviklinger. Det har også implikasjoner innen kvanteinformasjon (dvs. kvanteberegning og kryptologi)
