Quantum ‘yin-yang’ menunjukkan dua foton terjerat secara real-time
3 min read
Para ilmuwan telah menggunakan teknik pertama untuk memvisualisasikan dua partikel cahaya yang terjerat secara real time – menjadikannya simbol kuantum “yin-yang” yang menakjubkan.
Metode baru ini, yang disebut holografi digital bifoton, menggunakan kamera berpresisi sangat tinggi dan dapat digunakan untuk mempercepat pengukuran kuantum di masa depan secara besar-besaran. Para peneliti mempublikasikan temuan mereka pada 14 Agustus di jurnal Nature Photonics.
Keterikatan kuantum — hubungan aneh antara dua partikel yang berjauhan yang ditolak oleh Albert Einstein sebagai “aksi menyeramkan di kejauhan” — memungkinkan dua partikel cahaya, atau foton, menjadi terikat erat satu sama lain, sehingga perubahan pada satu partikel menyebabkan a perubahan pada yang lain, tidak peduli seberapa jauh jaraknya.
A lire égalementSoccer-Sundhage meninggalkan perannya sebagai pelatih wanita Brasil setelah tersingkir lebih awal dari Piala Dunia
Untuk membuat prediksi yang akurat tentang suatu objek kuantum, fisikawan perlu menemukan fungsi gelombangnya: deskripsi keadaannya yang ada dalam superposisi semua nilai fisik yang mungkin dimiliki sebuah foton. Keterikatan membuat pencarian fungsi gelombang dari dua partikel yang terhubung menjadi sebuah tantangan, karena pengukuran apa pun pada salah satu partikel juga menyebabkan perubahan seketika pada partikel lainnya.
Terkait: Sinar-X mengungkap bagaimana supernova Tycho berusia 450 tahun menjadi akselerator partikel kosmik raksasa
Fisikawan biasanya mengatasi rintangan ini melalui metode yang dikenal sebagai tomografi kuantum. Dengan mengambil keadaan kuantum yang kompleks dan menerapkan proyeksi padanya, mereka mengukur beberapa properti yang termasuk dalam keadaan tersebut, seperti polarisasi atau momentumnya, secara terpisah dari yang lain.
Dengan mengulangi pengukuran ini pada beberapa salinan keadaan kuantum, fisikawan dapat membangun kesan asli dari irisan dimensi yang lebih rendah — seperti merekonstruksi bentuk objek 3D dari bayangan 2D yang dihasilkannya pada dinding di sekitarnya.
Proses ini memberikan semua informasi yang benar, namun juga memerlukan banyak pengukuran dan mengeluarkan banyak status “tidak diizinkan” yang tidak mengikuti hukum fisika. Hal ini membuat para ilmuwan mempunyai tugas berat untuk dengan susah payah menyingkirkan keadaan yang tidak masuk akal dan tidak fisik, sebuah upaya yang dapat memakan waktu berjam-jam atau bahkan berhari-hari tergantung pada kompleksitas sistem.
Untuk menyiasati hal ini, para peneliti menggunakan holografi untuk menyandikan informasi dari dimensi yang lebih tinggi ke dalam potongan dimensi yang lebih rendah dan dapat dikelola.
Hologram optik menggunakan dua berkas cahaya untuk membuat gambar 3D: satu berkas mengenai objek dan memantulkannya, sementara berkas lainnya menyinari media perekam. Hologram terbentuk dari pola interferensi cahaya, atau pola di mana puncak dan lembah dua gelombang cahaya saling menjumlahkan atau meniadakan. Para fisikawan menggunakan metode serupa untuk menangkap gambaran keadaan foton terjerat melalui pola interferensi yang mereka buat dengan keadaan lain yang diketahui. Kemudian, dengan menangkap gambar yang dihasilkan menggunakan kamera berpresisi nanodetik, para peneliti menguraikan pola interferensi yang mereka terima – mengungkapkan gambar yin-yang yang menakjubkan dari dua foton yang terjerat.
“Metode ini secara eksponensial lebih cepat dibandingkan teknik sebelumnya, hanya memerlukan hitungan menit atau detik, bukan hitungan hari,” kata salah satu penulis studi, Alessio D’Errico, yang merupakan rekan pascadoktoral di Universitas Ottawa di Kanada, dalam sebuah pernyataan.
Artikel ini disediakan oleh 45Secondes.fr.
45secondes est un nouveau média, n’hésitez pas à partager notre article sur les réseaux sociaux afin de nous donner un solide coup de pouce. ?
