Fisikawan telah membuktikan bahwa bagian nyata dari mekanika kuantum benar-benar ada!

Sebuah tim peneliti internasional telah membuktikan bahwa bagian imajiner dari mekanika kuantum dapat diamati secara efektif di dunia nyata.

Selama hampir satu abad, fisikawan telah tertarik pada pertanyaan mendasar: Mengapa bilangan kompleks begitu penting dalam mekanika kuantum, yaitu, mengapa bilangan dengan bilangan imajiner? Secara umum, idenya adalah bahwa ini hanyalah teknik matematika untuk kenyamanan mendeskripsikan peristiwa dan arti fisik dari hasil yang diterbitkan dalam angka asli. Namun, tim peneliti Polandia-Cina-Kanada telah membuktikan bahwa bagian imajiner dari mekanika kuantum dapat diamati dalam aktivitas dunia nyata.

Untuk menggambarkan dunia fisik, kita perlu secara signifikan merekonstruksi ide-ide sempurna kita tentang keterampilan angka. Hingga saat ini, tampaknya hanya bilangan real yang terkait dengan besaran fisik yang dapat diukur. Namun, dengan partisipasi ilmuwan dari Universitas Sains dan Teknologi (USTC) di Hefei, tim Dr. Alexander Streltsov di Pusat Teknologi Optik Kuantum (QT) di Universitas Warsawa dan ilmuwan dari Universitas Sains dan Teknologi ( USTC) di Hefei melakukan penelitian. Di Calgary, ditemukan status kuantum foton terjalin yang tidak dapat dipisahkan tanpa menggunakan bilangan kompleks. Selain itu, para peneliti melakukan eksperimen yang mengkonfirmasikan pentingnya bilangan kompleks untuk mekanika kuantum. Artikel yang menjelaskan teori dan pengukuran telah diterbitkan hanya di jurnal Surat ulasan fisik Dan Saat pemeriksaan fisik.

Foton Bilangan Kompleks Mekanika Kuantum

Foton dapat terjalin sedemikian rupa sehingga statusnya dalam mekanika kuantum tidak dapat dijelaskan tanpa menggunakan bilangan kompleks. Kredit: QT / JHC

“Dalam fisika bilangan kompleks dianggap memiliki sifat matematika yang sempurna. Meskipun benar bahwa mereka memainkan peran penting dalam persamaan mekanika kuantum, mereka hanya dianggap sebagai alat, sesuatu untuk memfasilitasi kalkulasi fisikawan. Sekarang, kami telah membuktikan secara teoritis dan eksperimental bahwa status kuantum hanya dapat diidentifikasi saat melakukan kalkulasi dengan partisipasi penting dari bilangan kompleks. Ya, “jelas Dr. Streltsov.

Bilangan kompleks terdiri dari dua elemen, real dan imajiner. Mereka memiliki bentuk a + b, di mana bilangan a dan b adalah nyata. Elemen ganda bertanggung jawab atas properti spesifik dari bilangan kompleks. Peran utama di sini dimainkan oleh akar kuadrat dari bilangan hipotetis i, yaitu -1.

Tidak ada apa pun di dunia fisik yang dapat berhubungan langsung dengan angka. Jika ada 2 atau 3 buah apel di atas meja, ini normal. Saat kita mengambil sebuah apel, kita dapat membicarakan tentang kekurangan fisik dan menggambarkannya dengan bilangan bulat negatif -1. Kita dapat memotong apel menjadi dua atau tiga bagian, mencapai persamaan fisik 1/2 atau 1/3 dari bilangan rasional. Jika tabel adalah kuadrat sempurna, diagonalnya akan (masuk akal) dikalikan dengan panjang sisi akar kuadrat2. Pada saat yang sama, dengan kemauan terbaik di dunia, mustahil untuk menjaga apel tetap di atas meja.

Sumber foton yang digunakan untuk menghasilkan keadaan kuantum

Sumber foton yang digunakan untuk menghasilkan status kuantum membutuhkan detail dengan bilangan kompleks. Kredit: USTC

Karier bilangan kompleks yang menakjubkan dalam fisika berhubungan dengan fakta bahwa bilangan tersebut dapat digunakan untuk menggambarkan semua jenis osilasi dengan jauh lebih mudah daripada menggunakan fungsi trigonometri yang populer. Penghitungan dijalankan menggunakan bilangan kompleks dan hanya bilangan aktual di dalamnya yang dipertimbangkan di bagian akhir.

Mekanika kuantum lebih istimewa dibandingkan dengan teori fisika lainnya karena ia harus mendeskripsikan beberapa objek yang dapat berperilaku seperti partikel dalam beberapa situasi dan menyukai gelombang di situasi lain. Persamaan dasar dari teori ini, yang diambil sebagai dalil, adalah persamaan Schr গার dinger. Ini menggambarkan perubahan waktu dari fungsi tertentu yang disebut fungsi gelombang, yang terkait dengan distribusi kemungkinan menemukan sistem dalam keadaan tertentu. Namun, saya menyajikan bilangan hipotetis di sebelah fungsi gelombang dalam persamaan Srutidena.

“Selama beberapa dekade, telah terjadi perdebatan mengenai apakah seseorang dapat membangun mekanika kuantum yang koheren dan lengkap dengan bilangan real. Jadi, kami memutuskan untuk mencari status kuantum yang dapat dipisahkan satu sama lain hanya dengan menggunakan bilangan kompleks. Saat pengambilan keputusan adalah ujian di mana kami membuat negara bagian ini dan menguji secara fisik apakah mereka dibedakan, ”kata Dr. Streltsov, yang penelitiannya didanai oleh Foundation for Polish Science.

Eksperimen dapat disajikan dalam bentuk game dengan partisipasi master game yang dilakukan oleh Alice dan Bob untuk memverifikasi peran bilangan kompleks dalam mekanika kuantum. Menggunakan perangkat dengan laser dan kristal, master permainan mengikat dua foton menjadi salah satu dari dua status kuantum, meminta mereka untuk membedakan antara bilangan yang benar-benar kompleks. Kemudian, satu foton dikirim ke Ellis dan yang lainnya ke Bob. Masing-masing mengukur foton mereka dan kemudian berkomunikasi satu sama lain untuk membentuk korelasi yang ada.

“Mari kita asumsikan bahwa hasil pengukuran Alice dan Bobber hanya dapat menerima nilai 0 atau 1. Alice melihat urutan irasional 0 dan 1 seperti Al Bis. Namun, jika mereka berkomunikasi, mereka dapat membuat hubungan antara pengukuran yang relevan. Mengirimkan mereka hubungan terkait, ketika satu menunjukkan hasil 0, yang lain jadi. Jika mereka mendapatkan status anti-terkait, ketika Alice memiliki 0 pengaturan, Bob akan memiliki 1: Alice dan Bob dengan kesepakatan bersama untuk memisahkan negara kita. , tetapi hanya jika sifat kuantum mereka pada dasarnya kompleks, ”kata Dr. Streltsov.

Sebuah metode yang dikenal sebagai teori sumber daya kuantum digunakan untuk deskripsi teoretis. Eksperimen itu sendiri dilakukan di laboratorium di Hefei menggunakan teknik optik linier, dengan perbedaan lokal antara dua keadaan foton yang terlibat. Keadaan kuantum yang disiapkan oleh para peneliti terbukti dapat dipisahkan, membuktikan bahwa bilangan kompleks adalah bagian integral dari mekanika kuantum yang tidak dapat diganggu gugat.

Pencapaian tim peneliti Polandia-Cina-Kanada sangat penting, tetapi sangat dalam sehingga dapat diterjemahkan ke dalam teknologi kuantum baru. Secara khusus, penelitian tentang peran bilangan kompleks dalam mekanika kuantum dapat membantu untuk lebih memahami sumber efisiensi komputer kuantum, mesin komputasi baru secara kualitatif yang mampu memecahkan beberapa masalah pada kecepatan yang tidak praktis oleh komputer klasik.

Referensi:

“Teori Sumber Daya Operasional Imajiner” oleh Kong-da Wu, Tulja Varun Kondra, Swapan Rana, Carlo Maria Scandolo, Guo-Young Jiang, Chuan-Feng Li, Guang-Can Guo dan Alexander Strlitsov Surat ulasan fisik.
DOI: 10.1103 / FizerVivelet.2626.090401

“Teori Sumber Daya Imajiner: Kuantifikasi dan Transformasi Negara” Kong-Da Wu, Tulja Varun Kandra, Swapan Rana, Carlo Maria Scandolo, Guo-Young Jiang, Chuan-Feng Li, Guang-Kan Guo dan Alexander Strilitsov, 20 Maret Saat pemeriksaan fisik.
DOI: 10.1103 / Fizariva.103.032401

Unit program Agenda Riset Internasional yang dilaksanakan oleh Foundation for Polish Science, didanai oleh Quantum Optical Technologies Center (UWW) Intelligent Development Operational Program di Universitas Warsawa. Tempat kedudukan unit adalah pusat teknologi baru di Universitas Warsawa, Unit ini melakukan penelitian tentang fenomena kuantum seperti superposisi kuantum atau keterlibatan dalam teknologi optik. Peristiwa ini memiliki aplikasi potensial dalam komunikasi, di mana mereka dapat melindungi transmisi data, pencitraan, di mana mereka dapat membantu meningkatkan resolusi dan meningkatkan metrologi. Ketepatan Pengukuran. Pusat Teknologi Optik Kuantum di Universitas Warsawa secara aktif mencari peluang untuk berkolaborasi dengan organisasi eksternal untuk menggunakan hasil penelitian.

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Alat-alat baru dibutuhkan untuk mencegah pandemi penyakit tanaman

Mengamati penyakit tanaman dapat mengungkapkan keamanan pangan. Penyakit tanaman tidak berhenti di perbatasan negara, dan kilometer lautan juga tidak mencegah penyebarannya. Itulah mengapa pengawasan...

Ilmuwan Menjelajahi Tesla Roads Jangan Ambil – Dan Temukan Kekuatan Baru Berguna dalam Penemuan Centennial

Foto eksposur ganda Nikola Tesla pada bulan Desember 1899 duduk di laboratoriumnya di Colorado Springs di sebelah kaca pembesar generator tegangan tinggi sementara mesin...

Untuk Mempercepat Akses, Mikroskopi yang Sangat Dapat Diputar Meninggalkan “Di Bawah Kisi”

Contoh desain ubin yang digunakan pada ulat percobaan C. elegans. Mesin non-grid memberi model fleksibilitas sementara untuk dengan cepat memasuki lingkungan yang menyenangkan....

Lingkar Kuno Munculnya Tektonik Lempeng Data 3,6 Miliar Tahun Lalu – Peristiwa Penting untuk Memperkaya Kehidupan Bumi

Zirkonia yang dipelajari oleh tim peneliti, difoto menggunakan katodoluminesensi, memungkinkan tim untuk melihat bagian dalam kristal menggunakan mikroskop elektron khusus. Lingkar zirkon adalah...

Bisakah kita mengurangi kecanduan opioid? [Video]

Pada 2017, jutaan orang di seluruh dunia kecanduan opioid dan 115.000 meninggal karena overdosis. Opioid adalah obat penghilang rasa sakit paling manjur yang kita miliki,...

Newsletter

Subscribe to stay updated.