Quantum entanglement ntawm photons muab ob npaug rau microscope daws teeb meem
Siv qhov "weird" tshwm sim ntawm quantum physics, Caltech cov kws tshawb fawb tau tshawb pom ib txoj hauv kev los ua ob npaug ntawm kev daws teeb meem ntawm lub teeb pom kev zoo.
Nyob rau hauv ib daim ntawv luam tawm nyob rau hauv phau ntawv journal Nature Communications, ib pab neeg uas coj los ntawm Lihong Wang, Bren xib fwb ntawm kev kho mob Engineering thiab hluav taws xob Engineering, qhia ib tug dhia mus rau hauv lub microscopy los ntawm qhov hu ua quantum entanglement. Quantum entanglement yog ib qho tshwm sim uas ob qhov sib txuas ua ke kom lub xeev ntawm ib qho cuam tshuam nrog lub xeev ntawm lwm tus, tsis hais seb cov khoom puas nyob ze ib leeg. Albert Einstein hu ua quantum entanglement "spooky action at a distance" vim nws tsis tuaj yeem piav qhia los ntawm nws txoj kev xav ntawm kev sib raug zoo.
Raws li quantum txoj kev xav, txhua hom particle tuaj yeem cuam tshuam. Nyob rau hauv Wang tus tshiab microscopy txheej txheem, hu ua coincidence quantum microscopy (QMC), cov entangled hais yog photons. Sib sau ua ke, ob lub photons entangled hu ua ob-photons, thiab qhov tseem ceeb rau Wang's microscope, lawv coj qee txoj hauv kev ua ib qho me me nrog ob zaug lub zog ntawm ib qho photon.
Txij li thaum quantum mechanics hais tias tag nrho cov particles kuj yog nthwv dej, thiab lub wavelength ntawm ib nthwv dej yog inversely proportional rau lub momentum ntawm cov particle, cov particle nrog momentum muaj ib tug me wavelength. Yog li ntawd, txij li ob-photon muaj ob zaug lub zog ntawm lub photon, nws muaj ib nrab ntawm lub wavelength ntawm ib photon.
Qhov no yog qhov tseem ceeb rau txoj kev QMC ua haujlwm. Microscopes tuaj yeem tsuas yog duab nta ntawm cov khoom uas nws qhov loj tshaj plaws yog ib nrab ntawm lub teeb ntawm lub teeb uas siv los ntawm lub tshuab tsom. Txo lub wavelength ntawm lub teeb no txhais tau hais tias lub microscope tuaj yeem pom tej yam me me, txhim kho kev daws teeb meem.
Quantum entanglement tsis yog tib txoj hauv kev los txo cov wavelength ntawm lub teeb uas siv hauv tshuab microscopes. Piv txwv li, lub teeb ntsuab muaj lub wavelength luv dua li lub teeb liab, thiab lub teeb violet muaj lub wavelength luv dua li lub teeb ntsuab. Tab sis vim lwm qhov quirk ntawm quantum physics, lub teeb nrog luv luv wavelengths nqa ntau zog. Yog li thaum koj raug lub teeb nrog lub wavelength me me txaus rau cov duab me me, lub teeb muaj lub zog ntau heev uas nws tuaj yeem ua rau cov khoom raug duab, tshwj xeeb tshaj yog cov khoom muaj sia xws li hlwb. Qhov no yog vim li cas luv luv wavelength ultraviolet (UV) rays tuaj yeem ua rau koj sunburn.
Qhov kev txwv no yog hla los ntawm kev siv ob-photons, uas nqa lub zog qis dua ntawm lub zog ntev-yoj photon, thaum tib lub sijhawm muaj qhov luv luv ntawm lub zog photon.
"Lub cell tsis nyiam UV teeb," Wang hais. "Txawm li cas los xij, yog tias peb tuaj yeem ua cov duab hlwb siv 400-nanometer lub teeb thiab ua tiav cov txiaj ntsig ntawm 200-nanometer lub teeb, uas yog lub teeb ultraviolet, lub hlwb zoo siab thiab peb tau txais kev daws teeb meem ultraviolet.
Txhawm rau ua tiav qhov no, Wang pab pawg tau tsim cov cuab yeej kho qhov muag uas ci lub teeb laser rau hauv cov siv lead ua tshwj xeeb uas hloov qee cov photons uas dhau los ntawm nws mus rau hauv ob-photons. Txawm hais tias muaj qhov tshwj xeeb siv lead ua no, qhov hloov pauv no tsis tshua muaj, tshwm sim ntawm qhov kev txiav txim ntawm ib qho ntawm ib lab photons. Siv cov iav tsom iav, lo ntsiab muag thiab prisms, txhua ob-photon - zoo muaj ob lub photons discrete - yog sib cais thiab shuttled raws ob txoj kev, yog li ib tug ntawm cov khub photons kis tau los ntawm cov khoom raug imaged thiab lwm yam tsis. .
Cov photons uas dhau los ntawm cov khoom hu ua teeb liab photons, thiab photons uas tsis dhau ntawm cov khoom hu ua idle photons. Cov photons tom qab ntawd txuas ntxiv los ntawm ntau qhov optics kom txog thaum lawv ncav cuag lub ntsuas ntsuas txuas nrog lub khoos phis tawj uas tsim cov duab ntawm tes raws li cov ntaub ntawv nqa los ntawm lub teeb liab photons. Kuj ceeb tias, txawm tias lub xub ntiag ntawm cov khoom thiab nws txoj kev sib cais, cov khub photons tseem entangled li ob-photons, uas coj tus cwj pwm ntawm ib nrab ntawm lub wavelength.
Lub chaw kuaj mob tsis yog thawj zaug los tshawb xyuas hom ob-photon imaging, tab sis nws yog thawj zaug siv lub tswv yim los tsim kom muaj kev ua haujlwm. "Peb tau tsim qhov peb xav tias yog txoj kev xav nruj thiab nrawm dua, ntsuas qhov tseeb dua ntawm kev sib txuas.
Txawm hais tias tsis muaj kev txwv rau tus naj npawb ntawm photons uas tuaj yeem cuam tshuam nrog ib leeg, txhua qhov photon ntxiv ntxiv ua rau lub zog ntawm qhov tshwm sim multiphoton thaum ntxiv txo nws cov wavelength.
Kev tshawb fawb yav tom ntej tuaj yeem cuam tshuam ntau cov photons, txawm hais tias nws sau tseg tias txhua qhov photon ntxiv ntxiv txo qhov tshwm sim ntawm kev vam meej, uas twb muaj tsawg li ib ntawm ib lab, raws li tau hais los saum no.
