15 Trilyon Dolanık Atom

15 Trilyon Dolanık Atom
15 Trilyon Dolanık Atom

15 trilyon atom “sıcak ve düzensiz” bir şekilde birbirine dolanmıştır. Kuantum dolanıklık süreci, elektronlar veya atomlar gibi küçük parçacıkların birlikte daha verimli çalışabilmeleri için benzersizliklerini kaybetmelerini içerir. Yerçekimi dalgası algılama gibi kuantum teknolojileri, bilgi işlem, iletişim ve algılamada önemli ilerlemeler sunar. Dolanıklık bu teknolojilerin merkezinde yer alır.

Dolanık durumlar çok hassa süreçlerdir. nedenle, mevcut kuantum teknolojileri, birlikte çalıştıkları mikroskobik sistemleri izole etmek için büyük çaba sarf ediyor ve tipik olarak mutlak sıfıra yakın sıcaklıklarda çalışıyor. Aksine, ICFO araştırmacıları bir grup atomu kuantum teknolojisinde kullanılan atomların çoğundan milyonlarca kat daha sıcak olan 450 Kelvin’e kadar ısıttı.

Ancak tek tek atomlar izole değildi; her birkaç mikrosaniyede bir birbirleriyle çarpışırlar ve sonuç olarak elektronlarını her yöne döndürerek gönderiyorlar.

Bu cayır cayır yanan, kaotik gazın manyetizasyonu, bir lazer kullanılarak araştırmacılar tarafından gözlemlendi.

Mıknatıslanma, atomlardaki dönen elektronlardan kaynaklanır ve çarpışmaların etkisini incelemek ve dolaşıklığı tespit etmek için bir yol sağlar. Araştırmacıların gözlemlediği şey, daha önce gözlemlenenden yaklaşık 100 kat daha fazla, çok sayıda dolaşık atomdu.

Ek olarak, dolanıklığı yerel olmadığını ve birbirinden uzak atomları etkilediğini gözlemlediler.

Herhangi iki dolaşık atom arasında, çoğu başka atomlarla, dev, sıcak ve dağınık bir halde dolaşmış binlerce başka atom vardır.

Çalışmanın yazarı Jia Kong’a göre, “Ölçümü durdurursak, dolanıklığın yaklaşık 1 milisaniye devam ettiğini, bu da 15 trilyon atomdan oluşan yeni bir partinin her saniyede 1.000 kez dolanıklı duruma geldiği anlamına geldiğidir diyor. Gözlemlerinde bunu tespit ettiler.

Ayrıca 1 ms’nin atomlar için oldukça uzun bir süre olduğuna ve yaklaşık 50 rastgele çarpışmanın meydana gelmesine izin verdiğine inanmalısınız.

Bu, bu rastgele olayların dolanıklığı bozmadığını açık bir şekilde göstermektedir. Belki de çabanın en beklenmedik sonucu budur.

Ultra hassas bir manyetik alanın tespiti, bu sıcak ve kaotik karışık durumun izlenmesi ile mümkün olmaktadır.

Örneğin, yeni bir sensör hattı, manyetoensefalografide (manyetik beyin görüntüleme) beyin aktivitesi tarafından üretilen manyetik alanları tanımlamak için aynı sıcak, yüksek yoğunluklu atomik gazları kullanmaktadır.

En son bulgular, dolanıklığın  temel beyin araştırmaları ve beyin cerrahisinde kullanımları olan bu yaklaşımın duyarlılığını artırabileceğini göstermektedir.

ICFO Morgan Mitchell’den ICREA Prof., “Bu sonuç şaşırtıcı, herkesin beklediğinden gerçek bir sapma” diyor.

Mitchell şu açıklamalarda bulunuyor:

“Bu sonuç şaşırtıcı, herkesin dolaşmadan beklediğinden gerçek bir ayrılma.” “Bu tür dev dolaşık durumun, beyin görüntülemeden kendi kendini süren arabalara ve karanlık madde aramalarına kadar çeşitli uygulamalarda daha iyi sensör performansına yol açacağını umuyoruz”

İçsel açısal momentumlarını temsil eden birkaç parçacığın dönüşleri, bir dönüş teklisinde sıfıra toplandığında, sistemin toplam açısal momentumu yoktur.

Bu araştırmada bilim adamları, trilyonlarca atomdan spin ile ilgili verileri toplamak için kuantum yıkımsız (QND) ölçümü kullandılar. İşlem, belirli bir enerjiye sahip lazer fotonlarının bir atom gazından geçirilmesini içerir.

Atomlar bu fotonların özgül enerjisinden uyarılmasa da, yine de etkileşimden etkilenirler. Işığın polarizasyonu, mıknatıs işlevi gören atomların dönüşleri tarafından döndürülür. Bulutta seyahat ettikten sonra fotonların polarizasyonunun değişme miktarı, araştırmacıların atom gazının toplam dönüşünü hesaplamasına izin veriyor.

Modern manyetometrelerin çalışma aralığı, bilim adamları tarafından genellikle mutlak sıfıra çok yakın olan dolaşmış atomları incelemek için kullanılan sıcaklıklardan çok farklı olan SERF olarak bilinir. Bu rejimdeki herhangi bir atom, yakındaki atomlarla sıklıkla rastgele çarpışır ve çarpışmaları atomun durumu üzerindeki en önemli etkiyi yapar.

Ek olarak, ultra soğuk bir ortamdan ziyade ısıtılmış bir ortamda çarpıştıkları için, her bir atomdaki elektronların dönüşü hızlı bir şekilde randomize edilir. Şaşırtıcı bir şekilde, deney, bu tür bir pertürbasyonun, dolanık durumları bozmak yerine, yalnızca dolanıklığı bir atomdan diğerine aktardığını göstermektedir.

Kaynak: ICFO-THE INSTITUTE OF PHOTONIC SCIENCES – heritagedaily

Benzer Reklamlar

İlk yorum yapan olun

Yorumunuz