驚きの科学
小さな世界は今年、かなり大きなものに取り掛かりました。奇妙なシュレーディンガーの猫の状況から、水の謎、南極の氷から飛び立つ不可能に見える粒子まで、素粒子の物理学は、私たちが探求する未知のものが宇宙にはたくさんあることを証明しました。 2018年の最も驚くべき18の量子力学と高エネルギー素粒子物理学の話を紹介します。
量子データはかつてないほど高密度になりました
量子コンピュータを構築するには、科学者はまず、量子オブジェクトを使用して情報を操作し、効果的に格納する方法を理解する必要があります。 2018年、研究者たちはその取り組みにおいて画期的な出来事を達成し、18キュービットの量子情報をわずか6つの光子に詰め込みました。これは新しい記録です。
温度計はシュレーディンガーに行きました
私たちの世界では、温度はただ1つのことです。冷凍庫が氷を作るのに十分なほど冷たい場合、その中に入れた水はすべて凍結するはずです。しかし、量子力学では、オブジェクトが複数の状態の間で不確実に存在することを許可します。ある意味で、同時に複数のものになるということです-シュレーディンガーの猫が彼の思考実験で生きていて死んでいるように。そして2018年に、これは気温にも当てはまることを学びました。量子オブジェクトは、特定の観点から見ると、同時に高温と低温の両方になる可能性があります。
光の失われた時間の軌跡
時間は、因果関係によって設定されたパスに従って、一方向に流れると想定されています。ボウリングのボールがレーンを転がり落ちてピンに当たり、ピンが落ちます。ピンが落ちても、ボウリングのボールがレーンを転がり落ちて滑らない。しかし、量子の領域では、物事はあいまいです。 2018年に科学者のチームが旅にフォトンを送信しました。パスAとパスB、またはパスBとパスAをたどる必要がありましたが、量子オブジェクトが機能するルーズグーシーな方法のおかげで、そのフォトンは他の前に1つのパスをたどらないでください。それは注文を選ぶことを気にせずにそれらの両方に続きました。
量子物理学は私たちに生命の再評価を余儀なくさせました
理論的には、量子物理学はどのようなサイズのオブジェクトでも機能するはずです。しかし、多くの研究者は、人生は複雑で、あらゆる意味のある量子効果が出現する可能性があると考えています。しかし、2016年に行われた実験では、バクテリアが光と量子力学的に非常に限られた微妙な方法で相互作用していることが示されているようです。 2018年、別の研究者グループが戻ってその実験を調べたところ、もっと深く奇妙なことが起こっている可能性があり、私たちに生命と量子世界の再評価を強いることになりました。
非常に速く回転する小さなダンベル
ときどき、新しいおもちゃを手に入れたら、それを取り出してスピンする必要があります。科学者が今年、シリカの球体を使って行ったのは、長さわずか0.000012インチ（320ナノメートル）、幅約0.000007インチ（170 nm）の「ナノダンベル」です。レーザーを使用して、それらのダンベルを毎分600億回の回転速度まで爆破しました。
水はジキルとハイドを明らかにした
水分子の種類は実際には1つだけではなく、今年明らかにされた量子物理学の実験です。代わりに、2つあります。両方とも、1つの大きな酸素原子H2Oから突き出た2つの水素原子で構成されています。しかし、「オルソ水」と呼ばれる一種の水では、これらの水素原子は同じ方向を指す量子「スピン」を持っています。 「パラウォーター」と呼ばれる別の種類の水では、これらのスピンは反対方向を指します。
アインシュタインは再び正しく証明されました
スイスの科学者のチームは、量子力学における最も奇妙なパラドックスの1つについて大規模なテストを実施しました。これは、アルバートアインシュタインが懐疑的に「遠くでの不気味な行動」と呼んだ一種の行動の巨大な例です。彼らは、ほぼ600原子の過冷却クランプを使用して、非常に大きな（量子力学的に言えば）スケールでもエンタングルメントが機能することを示しました。
20キュービットが絡み合った
量子ビットは量子コンピューターにおける情報の基本単位であり、量子コンピューターを機能させるには、それらを互いに絡み合わせる必要があります。 2018年には、20の量子ビットを絡み合わせて互いに対話させ、それらに含まれる情報を読み戻す実験が行われました。結果は、量子コンピューターシステム用の短期記憶の一種のプロトタイプでした。
量子レーダーは現実のものに近づきました
軍事レーダーは、空を飛んでいる物体から電波を跳ね返すことで機能します。しかし、地球の磁北極に近い地域では、これらの信号はスクランブルされる可能性があります。また、レーダー波が光源で跳ね返らないように設計されたステルス面があります。 2018年、カナダはレーダーベースで光子を他の光子と絡み合わせた後、光子を入射面から跳ね返す量子レーダーの進歩を遂げました。量子レーダーシステムは、ベースで光子を調べて、絡み合ったパートナーが量子技術によって改ざんされていないかどうかを確認します。
量子ランダム性はもう少し民主的なものになった
ランダム性はサイバーセキュリティにとって非常に重要です。しかし、物理的に予測することは物理的に不可能である真のランダム性は、驚くほど手に入れるのが困難です。世界で数少ないランダム性の原因の1つは、ほとんどの人がアクセスできない量子領域です。しかし、2018年に科学者がオンラインのランダム性「ビーコン」を作成したときに、それは変わりました。彼らはそれ以来、そのソースをより複雑で有用なものにし、パブリックランダムネスのより多くのソースがすぐに来ています。
