科学者たちは、アルバートアインシュタインによって「遠くでの不気味な行動」と呼ばれる現象の最初の写真を撮りました。量子エンタングルメントと呼ばれるその現象は、粒子間の距離(マイルでも)に関係なく、一方の物理的特性がもう一方に影響を与えるように粒子が接続されたままである状況を表します。
アインシュタインは、世界の古典的な記述に違反しているので、この考えを嫌っていました。そこで彼は、もつれが古典的な物理学と共存できる1つの方法を提案しました。
問題が1つだけありました。アインシュタインの見方、または光の速度よりも速く粒子が「伝達」し、観測されるまで粒子が客観的な状態を持たないという見知らぬ選択肢が真実であるかどうかをテストする方法がありませんでした。最後に、1960年代に、物理学者ジョンベル卿はこれらの隠された変数の存在を反証するテストを思いつきました-これは量子世界が非常に奇妙であることを意味します。
最近、グラスゴー大学のグループは、レーザーと結晶の洗練されたシステムを使用して、現在「ベルの不等式」として知られているものの1つに違反する量子エンタングルメントの最初の写真をキャプチャしました。
これは「量子エンタングルメントの極めて重要なテスト」であり、スコットランドのグラスゴー大学で物理学と天文学の教授である自然哲学のケルビン議長を務める上級著者のMiles Padgett氏は述べています。量子エンタングルメントとベルの不等式を量子計算や暗号などのアプリケーションで使用している人もいますが、「カメラを使って確認するのはこれが初めてです」。
写真を撮るために、パジェットと彼のチームは最初に、実証済みの方法を使用して、光子、つまり軽い粒子をからみ合わせる必要がありました。彼らは紫外(UV)レーザーで結晶にぶつかり、レーザーからのそれらの光子のいくつかは2つの光子に分裂しました。 「エネルギーと運動量の両方が保存されているため、結果として得られる各ペアの光子は絡み合います」とパジェット氏は語った。
彼らは、エンタングルされたペアが、非表示の変数が含まれている場合に予想されるよりもはるかに頻繁に相関または同期していることを発見しました。言い換えれば、このペアはベルの不等式に違反しています。声明によると、研究者らは、個々の光子を検出できる特別なカメラを使用して写真を撮りましたが、絡み合ったパートナーと一緒に光子が到着したときにのみ写真を撮りました。
この実験は「量子効果が記録可能な画像のタイプを変えることを示している」と彼はLive Scienceに語った。現在、パジェットと彼のチームは、顕微鏡のイメージング性能を向上させるために取り組んでいます。
結果は7月12日にScience Advances誌に掲載されました。