کشف نوع جدیدی از درهم تنیدگی کوانتومی

در این فرایند جفت های ذرات چنان در هم تنیده می شوند که توصیف یکی از آنها بدون دیگری بدون در نظر گرفتن فاصله، ممکن نباشد. عجیب تر آنکه تغییر یکی از آنها به طور لحظه ای تغییری در همتایش ایجاد می کند.

به طور معمول مشاهده درهم تنیدگی کوانتومی بین جفت هایی از پروتون یا الکترون انجام می شود که ماهیت یکسانی دارند. اما برای نخستین بار محققان BNL جفت هایی از ذرات غیر مشابه را ردیابی کرده اند که درهم تنیده می شوند.

این کشف در برخورد دهنده یون سنگین نسبیتی (RHIC) در آزمایشگاه بروکهیون انجام شد که درباره اشکال مختلف ماده که در سال های اولیه تشکیل جهان با حرکت سریع و برخورد با یون های طلا به وجود آمدند، تحقیق می کند. اما محققان متوجه شدند حتی هنگامیکه یون ها با یکدیگر برخورد نمی کنند، می توان به اطلاعات زیادی دست یافت.

یون های طلا که سرعت آنها زیاد شده در محاصره ابرهای کوچکی از فوتون ها قرار گرفتند و هنگامیکه دو یون به یکدیگر نزدیک می شدند، فوتون های یکی از ذرات می توانستند تصویر ساختار داخلی دیگری با دقتی بی سابقه ثبت کنند. این امر فیزیکدانان را کنجکاو کرد اما این امر فقط در نوع خاصی از درهم تنیدگی کوانتومی اتفاق می افتد.

فوتون ها با ذرات اولیه داخل هسته یون واکنش می دهند و آبشاری را ایجاد می کنند که به تدریج جفت هایی از ذرات به نام پیون یا «یک ذره مثبت و یک ذره منفی» را به وجود آوردند.این در حالی است که برخی ذرات را می توان به شکل امواج توصیف کرد و این خصوص امواج پیون های منفی و مثبت به طور جداگانه همنوعان خود را تقویت می کنند. در نتیجه یک موج پیون مثبت و یک منفی در ردیاب فعال شدند.

این روند نشان می دهد هر جفت پیون مثبت و منفی با یکدیگر در هم تنیده شده اند. به گفته محققان اگر آنها در هم تنیده نشده بودند، عملکرد موج که در ردیاب رصد شد، کاملاً تصادفی بوده است. در این روند برای نخستین باردرهم تنیدگی کوانتومی ذرات غیر مشابه رصد شده است.

تحقیق مذکور در نشریه ساینس ادونس منتشر شده است.