Los científicos utilizaron una técnica única en su tipo para visualizar dos partículas de luz entrelazadas en tiempo real, haciéndolas aparecer como un sorprendente símbolo cuántico «yin-yang».
El nuevo método, llamado holografía digital de dos fotones, utiliza una cámara de ultra alta resolución y puede utilizarse para acelerar enormemente futuras mediciones cuánticas. Los investigadores publicaron sus hallazgos el 14 de agosto en la revista Nature. Fotónica de la naturaleza.
El entrelazamiento cuántico (la extraña relación entre dos partículas muy separadas, a la que Albert Einstein objetó como un «acto espeluznante a distancia») permite que dos partículas de luz, o fotones, se vinculen de manera tan inextricable que un cambio en una de ellas resulta en entrelazamiento cuántico. Cambio en el otro, sin importar la distancia entre ellos.
Para hacer predicciones precisas sobre un objeto cuántico, los físicos necesitan encontrar su función de onda: una descripción de su estado que existe en una superposición de todos los valores físicos posibles que puede tomar un fotón. El entrelazamiento hace que encontrar la función de onda de dos partículas conectadas sea un desafío, ya que cualquier medición de una también provoca un cambio instantáneo en la otra.
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Los físicos suelen abordar este obstáculo mediante un método conocido como tomografía cuántica. Al tomar un estado cuántico complejo y aplicarle una proyección, midieron algunas de las propiedades pertenecientes a ese estado, como su polarización o impulso, de forma aislada de otras.
Al repetir estas mediciones en múltiples copias del estado cuántico, los físicos pueden desarrollar una idea del origen a partir de cortes de dimensiones inferiores, como reconstruir la forma de un objeto tridimensional a partir de las sombras bidimensionales que proyecta sobre las paredes circundantes. .
Este proceso proporciona toda la información correcta, pero también requiere muchas mediciones y produce una gran cantidad de casos «permitidos» que, para empezar, no siguen las leyes de la física. Esto deja a los científicos con la difícil tarea de eliminar estados irracionales y no físicos, un esfuerzo que puede llevar horas o incluso días dependiendo de la complejidad del sistema.
Para solucionar este problema, los investigadores utilizaron la holografía para codificar información de dimensiones superiores en partes controlables de dimensiones inferiores.
Los hologramas ópticos utilizan dos haces de luz para crear una imagen en 3D: uno incide y rebota en el objeto, mientras que el otro brilla en el medio de grabación. Un holograma se forma a partir de un patrón de interferencia de luz, o el patrón en el que las crestas y los valles de dos ondas de luz se combinan o se anulan entre sí. Los físicos utilizaron un método similar para tomar una fotografía del estado entrelazado del fotón a través del patrón de interferencia que crearon con otro estado conocido. Luego, al capturar la imagen resultante con una cámara con una precisión de nanosegundos, los investigadores deconstruyeron el patrón de interferencia que habían recibido, revelando una impresionante imagen yin-yang de los dos fotones entrelazados.
«Este método es significativamente más rápido que las técnicas anteriores y requiere sólo minutos o segundos en lugar de días», dijo en un artículo el coautor del estudio Alessio Derico, becario postdoctoral de la Universidad de Ottawa en Canadá. declaración.
Este artículo fue proporcionado por Live Science.
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