Ученые с Технического университета Вены и Макс-Планка-института для квантовой оптики в Гархинге, совместно с коллегами из сверхъядренной физики ФУ Берлина, Швейцарского федерального технологического института в Цюрихе и Нью-Йоркского университета, подтвердили удивительное квантовое явление: информация в квантовой системе многочастичных частиц связана не с объемом системы, а с ее поверхностью.
Они провели эксперимент на облаке сверххолодных атомов, которые были охлаждены до температуры немного выше абсолютного нуля и удерживались на атомной чипе. При таких экстремально низких температурах квантовые свойства частиц становятся все более значимыми.
Однако это квантовое явление имеет ограниченный радиус действия, связанный с "длиной когерентности" системы — расстоянием, на котором частицы проявляют схожие квантовые свойства и "знают" друг о друге. Эти результаты имеют важное значение для различных областей исследования — от физики твердого тела до изучения квантовой гравитации. Полученные данные могут привести к разработке новых материалов с улучшенными свойствами и углубленному пониманию физических явлений в квантовом масштабе, открывая новые горизонты в квантовой физике и потенциально применимые на практике достижения в будущем.
Эксперимент предоставил значимое подтверждение квантовой теории, которая утверждает, что в квантовом мире связь между частицами происходит на уровне информации. Это означает, что состояние одной частицы не может быть полностью описано без учета состояния другой частицы, даже если они находятся на больших расстояниях друг от друга.
"Это квантовое явление нельзя объяснить классическими теориями, где каждая частица существует независимо от других. В квантовом мире частицы связаны между собой и обмениваются информацией, что создает эффект взаимосвязи, который наблюдается в наших экспериментах", поясняет профессор Йорг Шмидмайер, руководитель исследовательской группы.
Эти открытия открывают новые горизонты для квантовой физики и ее применений. Понимание связи между информацией и квантовыми системами может привести к разработке новых методов передачи и обработки информации, квантовых компьютеров и более точных сенсоров. Это имеет потенциал для революции в области информационных технологий и фундаментальных научных исследований, ведущих к новым открытиям и прорывам в наших знаниях о квантовом мире.
