Voor het eerst brengen natuurkundigen de ‘spookachtige werking’ van quantumverstrengeling in beeld. Dat ziet er zo uit.
Het spookt in de quantumwereld, bleek in 2015. Delftse natuurkundigen bewezen toen onomstotelijk het bestaan van quantumverstrengeling; een ingewikkeld fenomeen waarbij deeltjes zelfs op (grote) afstand invloed op elkaar kunnen uitoefenen. Natuurkundigen van de Glasgow-universiteit wisten dit bijzondere verschijnsel in beeld te brengen. En dat is voor het eerst, schreef het team in Science Advances.
Lees ook:
Onafscheidelijk
De wereld van de quantummechanica is een bizarre. Niet alleen kunnen deeltjes op meerdere plekken tegelijkertijd zijn, ze kunnen ook bijna onafscheidelijke paren vormen. Deze ‘quantumkoppeltjes’ zijn zo met elkaar ‘verstrengeld’ dat wat met de een gebeurt ook effect heeft op de ander – zelfs als ze meters, kilometers of in theorie lichtjaren van elkaar vandaan zijn.
Einstein noemde dit vreemde verschijnsel spooky action at a distance; een spookachtige werking op afstand. De natuurkundige beschreef dit fenomeen met zijn collega’s Boris Podolski en Nathan Rosen, maar was ervan overtuigd dat dit niet kon plaatsvinden.
De eerste afbeelding van quantumverstrengeling. © Moreau et al., 2019/Science Advances
Uit het experiment waarmee Delftse natuurkundigen in 2015 naar voren kwamen, bleek in dat opzicht dus Einsteins ongelijk. Het bestaan van quantumverstrengeling werd onomstotelijk bewezen – zonder dat daarbij, in tegenstelling tot eerdere experimenten, nog andere uitwegen te bedenken waren.
Fundamentele foto
Dat die spookachtige verstrengeling bestaat, wisten we dus al. Maar beeld ervan bleef uit – tot nu. Voor de bijzondere afbeelding keken de natuurkundigen naar een bundel verstrengelde lichtdeeltjes (fotonen) die bij hun beweging door zogenaamde vloeibaar kristallen materialen veranderingen ondergingen. Met een hypermoderne opstelling wist het team enkele fotonen te detecteren en alleen een foto te maken als ook de verstrengelde ‘tweeling’ gespot werd.
Hoogleraar theoretische natuurkunde Carlo Beenakker (Universiteit Leiden) legt verder uit: “Er zijn twee detectoren, A en B. Bij detector B kan een pixel alleen oplichten als deze ook bij detector A oplicht. Zo krijg je een visuele afbeelding van de correlaties tussen detectoren A en B. Je hebt dan ‘quantumverstrengeling afgebeeld’.”
Wat de afbeelding ons leert? Eigenlijk niet zo veel. “De afbeelding is een elegante demonstratie van een fundamentele eigenschap van de natuur, voor het eerst in de vorm van een direct plaatje”, vertelt hoofdauteur Paul-Antoine Moreau in een persbericht. Beenakker sluit zich daarbij aan: “Heel ingenieus,” besluit hij, “hoewel het ons niet direct iets leert wat we niet al wisten.”
Bronnen: Science Advances, University of Glasgow via phys.org, New Atlas
Beeld: Moreau et al., 2019/Science Advances
Ben je geïnteresseerd in de wereld van wetenschap & technologie en wil je hier graag meer over lezen? Word dan lid van KIJK!