Физики "запутали" два атома на расстоянии метра друг от друга

Ученым из Мичиганского университета (University of Michigan) впервые удалось привести два атома, находящиеся на расстоянии метра друг от друга, в состояние квантовой запутанности, сообщает портал PhysicsWorld со ссылкой на журнал Nature.

Квантовые системы могут находиться в нескольких состояниях одновременно (на этом основана способность квантовых битов, или кубитов, в отличие от обычных битов информации, принимать два значения одновременно), это явление называется суперпозицией состояний.

Запутанностью называется явление, при котором состояние двух (или более) квантовых систем должно описываться во взаимосвязи друг с другом, даже если сами системы разнесены в пространстве. Соответственно, физические свойства каждой из систем связаны с физическими свойствами другой, при том что они могут находиться не рядом и ничем не соединяться. Если две запутанные системы находится в суперпозиции состояний, то, измерив состояние одной, можно узнать состояние другой.

Мичиганские исследователи использовали лазерный луч для того, чтобы возбудить два иона, находящися на расстоянии метра друг от друга. Сразу после возбуждения ионы возвращались в одно из двух возможных энергетических состояний. При этом они испускали по фотону, причем по частоте фотона можно определить, в каком состоянии находится ион.

При помощи специальной оптики оба фотона улавливались и направлялись в лучерасщепитель, где они (в некоторых случаях) интерферировали. Фиксируя свойства фотонов на выходе из расщепителя, наблюдатели узнавали, в каких состояних находятся ионы, но не знали, какой в каком. Таким образом, ионы оказывались "запутаны".

Наблюдения, проводимые собственно над ионами, подтвердили запутанность и корреляцию физических свойств. Ученым впервые удалось запутать два столь удаленных объекта. Исследователи надеются, что в будущем запутанность можно будет сохранять даже на расстоянии километров и использовать в квантовых информационных сетях.

Пока что открытие не имеет практических приложений. Из-за несовершенства аппарата вероятность запутывания равняется примерно одной миллиардной, поэтому, хотя эксперимент повторяется миллионы раз в секунду, успешным он оказывается лишь раз в несколько минут.

Молнии предскажут силу урагана

Зная частоту разрядов молний в зоне урагана, ближайшей к "глазу", можно получить информацию о траектории движения урагана, силе ветра и количестве осадков, сообщает NASA.

"Глазом" называют находящуюся в центре урагана область пониженного давления. В "глазу", как правило, стоит спокойная погода, однако непосредственно вокруг него дует самый сильный ветер и выпадает максимальное количество осадков (иногда вихрь вокруг спокойной области также называют "глазом").

Когда в облаках пар превращается в воду, высвобождается некоторое количество тепла, создающее восходящий поток воздуха. Высвобождающееся тепло служит источником энергии, благодаря которой возможны ураганы, а восходящие потоки, если их достаточно много, могут привести к возникновению электрического поля и удару молнии. Поэтому частота разрядов молний тесно связана с его интенсивностью и количеством осадков.

Используя данные со спутников, с наземных датчиков, а также с датчиков, установленных на специальных самолетах, залетающих прямо в центр урагана, метеорологи NASA исследовали ураганы 2005 года - "Риту" и "Катрину" - и действительно обнаружили некоторые корреляции между частотой разрядов молний в центре урагана и силой ветра.

NASA планирует продолжать исследования и научиться использовать данные о молниях для предсказания того, куда придется основной удар урагана и насколько силен он будет.