Ny forskning i lyspartikler udfordrer forståelsen af ​​kvanteteorien

Forskere har opdaget en ny mekanisme involveret i skabelsen af ​​parrede lyspartikler, hvilket kunne have en betydelig indvirkning på undersøgelsen af ​​kvantefysik.

Forskere ved University of East Anglia (UEA) har vist, at når fotoner - de grundlæggende lyspartikler - skabes i par, de kan komme fra forskellige, frem for det samme, Beliggenhed.

Den banebrydende forskning kan have betydelige konsekvenser for kvantefysik, det moderne teoretiske grundlag for moderne fysik. Indtil nu, den generelle antagelse var, at sådanne fotonpar nødvendigvis stammer fra enkelte punkter i rummet.

Kvantindvikling - når partikler er forbundet så tæt, at det, der påvirker den ene, direkte påvirker den anden - bruges i vid udstrækning i laboratorier i talrige processer fra kvantekryptografi til kvanteteleportation.

UEA-teamet studerede en proces kaldet spontan parametrisk nedkonvertering (SPDC), hvor fotonstråler ledes gennem en krystal for at generere sammenfiltrede par af fotoner.

Prof David Andrews i UEA's School of Chemistry sagde:"Når de nye par lige deler input fra energien, dette er kendt som degenereret ned-konvertering, eller DDC.

"Indtil nu, det er blevet antaget, at sådanne parrede fotoner kommer fra det samme sted. Nu, identifikationen af ​​en ny delokaliseret mekanisme viser, at hvert fotonpar kan udsendes fra rumligt adskilte punkter, indførelse af en ny positionsusikkerhed af grundlæggende kvanteoprindelse. "

Indvikling af kvantetilstande i hvert par har vigtige anvendelser inden for kvanteberegning - teoretiske beregningssystemer, der potentielt kan behandle store dataproblemer med utrolige hastigheder - såvel som andre områder inden for kvantefysik.

Resultaterne er også betydningsfulde, fordi de sætter grænser for rumlig opløsning. Prof Andrews sagde:"Alt har en vis kvante" fuzziness "til sig, og fotoner er ikke de hårde små kugler af lys, der populært forestilles. "

Undersøgelsen 'Nonlocalized generation of correlated photon pair in degenerate down-conversion' af Kayn A. Forbes, Jack S. Ford, og David L. Andrews udgives i tidsskriftet Fysisk gennemgangsbreve .