Udvidelse af et paradoks: Kvantemekanikeksperiment måler en lyspuls i 37 dimensioner

Et team af fysikere tilknyttet flere institutioner i Kina har målt en lyspuls i 37 dimensioner. I deres papir offentliggjort i Videnskab fremmerforklarer gruppen, at deres eksperiment var beregnet til at demonstrere, at kvantemekanik er mere ikke -klassisk end tanke.

Kvantemekanik involverer, hvordan ting fungerer på det subatomiske niveau, mens generel relativitet beskriver klassisk teori, som har aspekter af, hvad fysikere kalder lokal realisme, hvor ting sker omkring os på de måder, vi forventer, at de skal ske, og i den rækkefølge, vi forventer.

Fysikere har prøvet og har undladt at forene de to teorier i årtier. Problemet er kun blevet vanskeligere i de senere år, da forskningsindsatsen har vist, at forskellene mellem dem er større end tanke. I denne nye indsats forsøgte forskerne i Kina at se, hvor langt ikke -klassisk kvantemekanik adskiller sig fra klassisk teori ved at udføre et eksperiment for at demonstrere Greenberger – Horne -Zeilinger (GHZ) -paradokset.

GHZ -staten, udviklet af David Greenberger, Michael Horne og Anton Zeilinger i 1989, er i sin enkleste form en sammenfiltret kvantetilstand, der involverer mindst tre delsystemer. GHZ -staten forudsiger resultater, der trodser klassisk teori, såsom matematiske umuligheder, som 1 = -1, hvilket giver anledning til et paradoks.

For at demonstrere GHZ-paradokset i en reel-omgivelse fandt forskerteamet en måde at fremstille fotoner, der findes i 37 dimensioner ved hjælp af sammenhængende lys fra en laser, sammenfiltring og en fiberbaseret fotonisk processor. Denne præstation involverede langt flere dimensioner end de tre, der kræves for at tilfredsstille GHZ -paradokset.

Ifølge forskerne hjælper eksperimentet med at afklare nogle af de ukendte i kvanteteori på et dybt grundlæggende niveau. De antyder også, at kvantemekanik er endnu mere ikke -klassisk, end fysikere har troet. De siger, at trods et århundrede med studiet, ser forskere stadig bare selve spidsen af ​​Quantum Iceberg. De konkluderer, at deres eksperiment åbner døren til nye muligheder for forskning omkring forskellige aspekter af kvantemekanik.