Un descubrimiento sorprendente de una investigación antitradicional: un nuevo lote de 15 billones de átomos se entrelazará 1.000 veces por segundo
El entrelazamiento cuántico es un estado de los átomos, que se refiere a la existencia de dos o más partículas en forma de "superposición". No se puede explicar utilizando principios matemáticos únicamente. Lo sorprendente de los estados entrelazados es que si se detecta una partícula y posteriormente se descompone su personalidad, su contraparte se ve inmediatamente afectada, incluso si están en lados opuestos del universo.
El entrelazamiento cuántico se ha convertido en un elemento importante en la medición de las capacidades de la computación cuántica, y su investigación es crucial para la próxima revolución informática.
La dificultad para estudiar estados entrelazados es que los estados entrelazados son tan frágiles que cualquier contacto con otro sistema puede afectar el estado entrelazado, eliminando así el estado entrelazado. Los investigadores deben hacer todo lo posible para mantener aislados los sistemas cuánticos mientras funcionan a bajas temperaturas.
Muchos investigadores de todo el mundo intentan estudiar los átomos desde una distancia segura, pero investigadores del Instituto de Ciencia Fotónica (ICFO) de Barcelona han estado trabajando para observarlos más de cerca. El equipo reunió 15 billones de átomos y los entrelazó a temperaturas extremadamente altas, despojándolos de su individualidad.
Calentaron un grupo de átomos a 450 Kelvin, millones de veces más que la mayoría de los átomos utilizados en la tecnología cuántica. Más allá de eso, en lugar de aislar los átomos, el equipo les permitió colisionar entre sí, a menudo cada pocos microsegundos. Cada colisión hace que los electrones del átomo giren en direcciones aleatorias.
¿Cómo afectan estas colisiones a la magnetización de estos átomos en las "nubes de gas caóticas calientes" (que el equipo de investigación define como "nubes de gas caóticas calientes")?
Los investigadores los monitorearon con láseres para tener en cuenta la magnetización causada por los electrones giratorios, los efectos de las colisiones y monitorear cualquier entrelazamiento en el gas.
Descubrieron muchas partículas entrelazadas, 100 veces más de lo observado anteriormente. También descubrieron que estos entrelazamientos no son locales y involucran átomos que nunca se tocan ni se alejan entre sí. Esto muestra que en este gas caótico caliente, entre dos átomos cualesquiera entrelazados, hay miles de otros átomos, muchos de los cuales también están entrelazados con otros átomos.
El investigador jefe Jia Kong explicó: "Si se detiene la medición, el entrelazamiento cuántico durará aproximadamente 1 milisegundo, lo que significa que un nuevo lote de 15 billones de átomos se entrelazará 1.000 veces por segundo. Debes " 1 ms es mucho tiempo para que se produzca un átomo, suficiente para unas cincuenta colisiones aleatorias. Esto muestra claramente que estos eventos aleatorios no destruyen el entrelazamiento cuántico."
La observación de este estado entrelazado térmicamente caótico allana el camino. para la detección de campos magnéticos ultrasensibles. En las imágenes magnéticas del cerebro, por ejemplo, una nueva generación de sensores utiliza los mismos gases atómicos de alta temperatura y alta densidad para detectar los campos magnéticos generados por la actividad cerebral. Los resultados sugieren que los ovillos podrían mejorar la sensibilidad de la técnica y tener aplicaciones en ciencias cerebrales básicas y neurocirugía.
El potencial de esta investigación no termina ahí.
El profesor Morgan Mitchell dijo: "Este resultado es completamente diferente de la idea que todos tienen del entrelazamiento. Este enorme estado entrelazado puede mejorar el rendimiento de los sensores en imágenes cerebrales, automóviles autónomos y campos de aplicación como la oscuridad. la búsqueda de materia tiene mejor rendimiento”.
Una investigación antitradicional tiene resultados tan sorprendentes, ¡qué maravillosa es la ciencia!
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