اخبار علوم پایه

فیزیکدان‌ها موفق به درهم تنیدن چهار فوتون شدند

درهم تنیدن چهار فوتون
نوشته شده توسط سید محمد حسین خلیلی

دانشمندان برای اولین بار موفق شدند اندازه حرکت زاویه‌ای مداری چهار فوتون را درهم‌تنیده کنند.
فیزیکدانان دانشگاه لیدن؛ با عبور دادن پرتوی لیزر از میان یک کریستال، چهار فوتون با چرخش جفت شده به دست آوردند.
تا به حال این کار تنها برای دو فوتون امکان‌پذیر بود. این کشف، برقراری ارتباط پیچیده بین چند نقطه به صورت غیرقابل نفوذ را ممکن می‌کند.
درهم‌تنیدگی کوانتمی نوید ارتباطات و محاسبات کوانتمی کاملاً امن را می‌دهد. دو ذره درهم‌تنیده مثلاً دو فوتون را در نظر بگیرد. ویژگی درهم‌تنیده شده این دو همیشه نسبت به هم حالت ثابتی دارد. برای مثال چرخش هر ذره همیشه مخالف ذره دیگر است. پس اگر ما چرخش ذره اول را به سمت راست اندازه‌گیری کنیم؛ چرخش ذره دوم به سمت چپ خواهد بود.
این چرخش، یک ویژگی از فوتون است که در سال ۱۹۹۲ در لیدن کشف‌شده است و دانشمندان به آن اندازه حرکت زاویه‌ای مداری می‌گویند. این ویژگی دارای مقادیری بیش از دو مقدار است که می‌تواند الفبای بسیار بزرگی را پوشش دهد. به کمک چرخش می‌توان اطلاعات بسیار بیشتری به ازای هر فوتون؛ در مقابل خصوصیتی مثل قطبش که تنها دو مقدار دارد، منتقل کرد.
در سال ۲۰۰۱ برای اولین دانشمندان توانستند، اندازه حرکت زاویه‌ای دو فوتون را درهم‌تنیده کنند. امکان درهم‌تنیده کردن ۴ فوتون این قابلیت به وجود می‌آورد که پیام رمز شده و غیرقابل کشفی را به صورت هم‌زمان به چند نقطه ارسال کرد.
در آزمایشی که محققان دانشگاه لیدن انجام دادند، پالس‌های به کوتاهی دو پیکو ثانیه از یک لیزر در فرکانس ماورا بنفش به کریستالی تابانده شد. این کار به صورت متناوب باعث ایجاد فوتون‌های درهم‌تنیده می‌شد. البته درهم‌تنیده شدن ۴ فوتون در این حالت بسیار نادر است؛ اما با در نظر گرفتن ارسال ۸۰ میلیون پالس در هر ثانیه؛ به‌طور متوسط هر ثانیه دو سری فوتون چهارقلو تولید می‌شود.

درباره نویسنده

سید محمد حسین خلیلی

دیدگاه شما چیست