Μια νέα επιστημονική μελέτη, αποτέλεσμα συνεργασίας μεταξύ του Ινστιτούτου Max Born στο Βερολίνο και ερευνητικών κέντρων της Ισπανίας, κατάφερε να καταγράψει την κβαντική σύμπλεξη μεταξύ ηλεκτρονίων και μοριακών ιόντων στη φυσική χρονική κλίμακα της ηλεκτρονικής κίνησης.
Η έρευνα, που δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Nature, συνδυάζει τις αρχές των δύο πρόσφατων βραβείων Νόμπελ Φυσικής: της κβαντικής διεμπλοκής και της επιστήμης των attoseconds.
Η φύση της κβαντικής διεμπλοκής
Η κβαντική διεμπλοκή περιγράφει πώς δύο σωματίδια που έχουν αλληλεπιδράσει στο παρελθόν διατηρούν μια κοινή μνήμη, σε τέτοιο βαθμό ώστε η μέτρηση του ενός να επηρεάζει άμεσα τις ιδιότητες του άλλου, ακόμα και αν βρίσκονται σε μεγάλη απόσταση. Στο συγκεκριμένο πείραμα, η χρήση παλμών attosecond οδήγησε στον φωτοιονισμό μορίων υδρογόνου -H2-, δημιουργώντας ένα σύστημα δύο μερών: ενός φωτοηλεκτρονίου και ενός ιόντος H2+.
Ο έλεγχος της ηλεκτρονικής συνοχής
Ο κύριος στόχος της έρευνας ήταν η παρατήρηση της εξαιρετικά γρήγορης κίνησης της «οπής» που αφήνει πίσω του το φωτοηλεκτρόνιο στο μόριο. Οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι η ικανότητα παρατήρησης αυτής της δυναμικής εξαρτάται άμεσα από τον βαθμό σύμπλεξης μεταξύ του ιόντος και του ηλεκτρονίου.
Συγκεκριμένα, η σύμπλεξη στο σύστημα λειτουργεί εις βάρος της ηλεκτρονικής συνοχής του μοριακού ιόντος, επιτρέποντας στους επιστήμονες να ελέγχουν αυτή τη συνοχή μεταβάλλοντας απλώς την καθυστέρηση μεταξύ των παλμών φωτός.
Προοπτικές για τις κβαντικές τεχνολογίες
Η ανακάλυψη αυτή ανοίγει τον δρόμο για τη χειραγώγηση της διεμπλοκής σε πιο πολύπλοκα μοριακά συστήματα, δρώντας σε χρονικές κλίμακες attosecond. Η δυνατότητα αυξομείωσης του βαθμού κβαντικής διεμπλοκής κατά βούληση θεωρείται κρίσιμης σημασίας για την περαιτέρω ανάπτυξη των τεχνολογιών κβαντικής πληροφορίας και των υπολογιστικών συστημάτων του μέλλοντος.
