جفت های در هم تنیده اتم های فوق سرد، در یک موجبر دوتایی تداخل می کنند.

ذرات کوانتومی جدا از هم، می توانند خصوصیات مشترکی داشته و مانند یک جسم واحد رفتار کنند. به عنوان مثال، این رفتار در هم تنیده انتقال داده بین دو ذره را میسر می سازد. در هم تنیدگی کوانتومی، همچنین بین ذرات پر جرم تر از جمله اتم های مجزا نیز می تواند رخ دهد. اکنون، در یک آزمایش کنترل شده، فیلیپو بورسلی Filippo Borselli و همکارانش در دانشگاه صنعتی وین در اتریش باریکه های در حال حرکتی از اتم های در هم تنیده را ایجاد کرده اند که با اطمینان از یک منبع ذخیره با استفاده از دو موجبر موازی تولید می شوند [1]. این آزمایش می تواند نقطه شروعی برای توسعه مدارهای مجتمع کوانتومی و ابزارهای پردازش اطلاعات کوانتومی با استفاده از جفت اتم ها باشد.

یک راه برای تولید جفت اتم های مرتبط، دادنِ یک تک کوانتومِ انرژی ارتعاشی به هر اتم در چگالش بوز-اینشتین (BEC)- یک گاز کم چگال از اتم های فوق سرد- است که سرانجام این انرژی اضافی را با گسیل جفت اتم ها از دست می دهد. گروه تحقیق در وین قبلا هم از این رفتار برای برانگیخته کردن BEC روی یک تراشه کوچک، به نام تراشه یک اتمی، که اتم ها را درست بالای سطح تراشه گیر می اندازد استفاده کرده بود. آنها متوجه شدند که تراشه شان جفت اتم هایی را گسیل می کند که به علت بقای تکانه در جهت های متضاد منتشر می شوند.

پس از اتمام آن کار، گروه تراشه اتمی خود را تغییر داد به طوری که شامل دو موجبر موازی میشد که برای جذب اتم های گسیل شده جایگذاری شده بودند. این تراشه طوری طراحی شده بود که اتم ها می توانستند به داخل موجبر سمت راست یا موجبر سمت چپ حرکت کنند. با اندازه گیری همبستگی تکانه بین جفت اتم ها پس از عبور از موجبر و مشاهده طرح فریزهای ناشی از تداخل بین دو مسیر کوانتومی ممکن، گروه پژوهش به این نتیجه رسید که این ذرات مانند یک تک جسم کوانتومی رفتار می کنند.

1. F. Borselli et al., “Two-particle interference with double twin-atom beams,” Phys. Rev. Lett. 126, 083603 (2021).

منبع

The Entangled Dance of Atom Beams