WORLD NEWS
Điều gì sẽ xảy ra nếu chỉ có một nửa photon bị phản xạ? Câu trả lời là sự chồng chéo của một số photon.
Một lý thuyết đã chỉ ra rằng nếu gương đột ngột bị loại bỏ trong khi một photon đang bị gương phản chiếu, thì ánh sáng còn lại sẽ trở thành trạng thái lượng tử trong đó nhiều photon có thể xuất hiện đồng thời.
Đây không phải là một thí nghiệm trong đó một hạt gọi là photon bị cắt làm đôi bằng dao, mà là một dự đoán tính toán trường lượng tử thay đổi như thế nào khi chỉ phần phía trước của ánh sáng bị phản xạ để tạo ra dạng sóng.
Tại sao một photon đơn lẻ không thể giải thích được nó?
Photon, những chùm sóng, được trải ra theo thời gian và không gian. Nếu gương hướng lên hết cỡ thì toàn bộ vật thể sẽ được phản chiếu, nhưng nếu bạn tháo gương ra sau khi phần trước đã được phản chiếu thì dạng sóng sẽ bị kết thúc đột ngột. Các nhà nghiên cứu tính toán rằng ranh giới sắc nét này không tương ứng chính xác với một trạng thái photon.
Vì vậy, những gì đi ra?
Kết quả là sự chồng chéo lượng tử, với khả năng có không, một, hai hoặc nhiều photon. Ranh giới càng dốc thì phạm vi số lượng photon cần thiết càng lớn. Gương nhanh vô cùng là không thể, do đó có những giới hạn về số lượng photon và độ sắc nét của dạng sóng trong các thiết bị thực.
Năng lượng đến từ đâu
Các photon bổ sung không đến miễn phí. Một thiết bị di chuyển hoặc loại bỏ gương một cách nhanh chóng sẽ hoạt động trên trường lượng tử và cung cấp năng lượng cho nó. Mặc dù các ranh giới chuyển động giống với hiệu ứng Casimir động lực tạo ra các hạt, nhưng nghiên cứu này tập trung vào các tình huống trong đó sự phản xạ liên tục của một photon đơn lẻ bị gián đoạn.
Bạn có thể nhìn thấy nó ngay trong thí nghiệm không?
Bài báo mới là tính toán lý thuyết và chưa có kết quả thực nghiệm phát hiện trực tiếp nhiều trạng thái photon bằng phương pháp này. Tốc độ chuyển đổi và độ mất của gương cũng như độ phân giải thời gian của máy dò phải được giải quyết cùng nhau. Các nhà nghiên cứu tin rằng các mạch siêu dẫn hoặc các ranh giới quang học được điều khiển nhanh chóng có thể là ứng cử viên cho thử nghiệm.
Tại sao nó quan trọng
Thao tác đơn giản chỉ để lại một phần ánh sáng sẽ tạo ra một trạng thái trong đó số lượng photon không được thiết lập, gợi ý một phương pháp điều khiển mới đối với thông tin lượng tử. Tuy nhiên, sự khác biệt giữa ranh giới tính toán lý tưởng và thiết bị thực tế là lớn nên khả năng sử dụng của nó phải được xác nhận thông qua các thử nghiệm tiếp theo.
tài liệu nguồn chính thức
Physical Review Letters original paper