ทฤษฎีควอนตัมได้กำหนดขีดจำกัดของความแม่นยำในการวัดอย่างฉาวโฉ่ แต่นิสัยใจคอของอาณาจักรควอนตัมก็สามารถกลายเป็นข้อได้เปรียบได้เช่นกัน ขณะนี้นักฟิสิกส์ได้สาธิตวิธีเพิ่มความแม่นยำในการวัดเกือบสองเท่าเมื่อใช้โฟตอนเพื่อวัดระยะทางวิสัยทัศน์ที่เพิ่มขึ้น โฟตอนสี่ตัวที่ป้อนเข้าสู่อินเตอร์เฟอโรมิเตอร์เป็นคู่ที่จุดเข้าสองจุด (A) แตกออกและก่อตัวเป็นสี่ส่วนพัวพันกันซึ่งหมุนเวียนในทิศทางตรงกันข้าม สะท้อนออกจากกระจก (ดิสก์สีเทา) รูปแบบการแทรกสอดที่โฟตอนสร้างขึ้น (ในกล่องสีเขียวด้านซ้าย) เผยให้เห็นความหนาของแผ่นกระจกอย่างแม่นยำ (สี่เหลี่ยมเล็กๆ ทางด้านขวา)
เอ็น. โทโมฮิสะ/วิทยาศาสตร์
เช่นเดียวกับการทำเครื่องหมายบนไม้บรรทัด คลื่นแสงเลเซอร์ที่เป็นระเบียบสามารถใช้วัดความยาวได้ ในอินเตอร์เฟอโรมิเตอร์ ลำแสงเลเซอร์จะถูกแยกออกเป็นสองลำแสงที่ใช้สองเส้นทางที่แตกต่างกัน ลำแสงจะกระเด็นออกจากกระจกและไปบรรจบกันที่ปลายอีกด้านของเครื่องดนตรี โดยที่ยอดและรางของพวกมันจะรวมกันหรือตัดออก ขึ้นอยู่กับว่าลักษณะเหล่านี้เรียงกันอย่างไร รูปแบบการรบกวนที่เกิดขึ้นเผยให้เห็นความแตกต่างเล็กน้อยในระยะทางที่ลำแสงทั้งสองเดินทาง ตัวอย่างเช่น การเลื่อนกระจกเพียงเล็กน้อยจะทำให้รูปแบบการรบกวนเปลี่ยนไป
ความแม่นยำของการวัดดังกล่าวขึ้นอยู่กับความยาวคลื่นของแสงที่ใช้ ในปี 1990 นักฟิสิกส์เสนอว่าพวกเขาสามารถปรับปรุงความไวของอินเตอร์เฟอโรมิเตอร์ได้โดยใช้ชุดของโฟตอนที่อยู่ในสถานะควอนตัมเดียวกัน หรือพันกันราวกับว่ามันก่อตัวเป็นโมเลกุลของแสง เมื่อโฟตอนหลายตัวถูกเกลี้ยกล่อมเข้าไปในโมเลกุลดังกล่าว นักวิทยาศาสตร์คาดการณ์ว่า อินเตอร์เฟอโรมิเตอร์จะตอบสนองราวกับว่าโฟตอนรวมกันมีความยาวคลื่นน้อยกว่าโฟตอนแต่ละตัว
นักฟิสิกส์ได้สาธิตผลกระทบด้วยโฟตอนคู่แรกในปี 2545
กลยุทธ์ดังกล่าวสามารถเพิ่มความไวได้ประมาณ 40 เปอร์เซ็นต์เมื่อเทียบกับความไวของโปรตอนที่ไม่พันกันสองอัน
ทีมญี่ปุ่น-อังกฤษทำได้ดียิ่งขึ้นไปอีกโดยใช้โฟตอนครั้งละสี่ตัว ในการตั้งค่า นักฟิสิกส์ป้อนทั้งสองคู่เข้าไปในอินเตอร์เฟอโรมิเตอร์ จากนั้นโฟตอนแต่ละอันจะแยกออกเป็นสองเส้นทางพร้อมกันในสิ่งที่เรียกว่าการซ้อนทับของสถานะควอนตัม ผลลัพธ์คือโฟตอนสี่ชุดหนึ่งชุดก่อตัวเป็นสถานะพัวพันที่ไหลเวียนรอบอินเตอร์เฟอโรมิเตอร์ในทิศทางเดียว พร้อมด้วยควอดรูเพลตอีกชุดที่พัวพันวนในทิศทางอื่น
ตั้งแต่ดาราศาสตร์ไปจนถึงสัตววิทยา
สมัครรับข้อมูลข่าววิทยาศาสตร์เพื่อสนองความกระหายใคร่รู้ของคุณสำหรับความรู้สากล
ติดตาม
ชุดโฟตอนสี่ชุดที่ทำหน้าที่เป็นควอนตัมเพอร์โซนาเดี่ยว “มีพฤติกรรมราวกับว่ามันมีความยาวคลื่นสั้นกว่า” เจเรมี โอไบรอัน สมาชิกในทีมจากมหาวิทยาลัยบริสตอลในอังกฤษกล่าว นี่อาจเหมือนกับการใช้ไม้บรรทัดที่มีระยะห่างสี่เท่า เขาอธิบาย ในกรณีของโฟตอนที่ไม่พันกันสี่ตัว การปรับปรุงโดยใช้โฟตอนเดียวนั้นมีเพียงสองเท่าเท่านั้น
ในการทดลอง นักวิจัยได้จัดเตรียมเส้นทางหนึ่งเพื่อข้ามแผ่นกระจก ซึ่งให้ผลเช่นเดียวกับการเปลี่ยนความยาวของเส้นทาง การรบกวนระหว่างสองสถานะที่พันกันนั้นวัดความแตกต่างของความยาวนั้นด้วยความแม่นยำที่เพิ่มขึ้นตามที่คาดไว้ ผลลัพธ์ปรากฏในวารสารวิทยาศาสตร์ วัน ที่ 4 พฤษภาคม
Paul Kwiat จาก University of Illinois at Urbana-Champaign กล่าวว่าการทดลองนี้เป็นการสาธิตที่น่าสนใจ แต่เพื่อให้ได้รับการปรับปรุงอย่างน่าทึ่ง นักฟิสิกส์จะต้องได้รับโฟตอนจำนวนมากขึ้นเพื่อร่วมมือกัน “เรายังไม่รู้ว่าจะสร้างแหล่งกำเนิดที่มีโฟตอนพันกัน [a quadrillion] ได้อย่างไร” เขากล่าว
Jonathan Dowling จาก Louisiana State University ใน Baton Rouge กล่าวว่าวิธีโฟตอนสี่แบบอาจมีประโยชน์ในบางแอพพลิเคชั่น เช่น การใช้แสงเลเซอร์เพื่อกัดวงจรบนชิปคอมพิวเตอร์เพื่อให้คุณสมบัติที่เล็กกว่าที่สามารถทำได้ในตอนนี้
Credit : เกมส์ออนไลน์แนะนำ >>> ufaslot888g.com
