室温でガラス球が光ともつれ、研究者ら報告
フィレンツェ大学のフランチェスコ・マリン氏が率いるチームは、極低温まで冷却することなく、浮遊するガラス球の運動を光ともつれさせたと、Phys.orgが報じた。
要点
- フィレンツェ大学のフランチェスコ・マリン氏が率いる研究者らは、室温で浮遊するガラス球の運動を光ともつれさせたと、Phys.orgが報じた。
- ガラス球の直径は100ナノメートルで、ほぼ真空のチャンバー内で2枚の鏡の間にあたる光ピンセットと呼ばれるレーザー光線の中に保持されていた。
- 2つのレーザーが使われた。一方は球の運動を冷却して安定させ、もう一方はその運動を光ともつれさせた。
- 測定された相関は、もつれを確認する数学的な閾値を超えており、そのもつれは鏡から離れて進む光の中でも持続していた。
- 以前の実験では、同様のもつれは絶対零度に近い温度でしか達成されなかったと、Phys.orgは伝えている。
Phys.orgが2026年10月7日に、科学誌「サイエンス」に掲載された研究について報じたところによると、フィレンツェ大学のフランチェスコ・マリン氏が率いる研究チームは、室温で、浮遊する微小なガラス球の運動を光ともつれさせた。球の直径は100ナノメートル(10億分の1メートル)だった。
Phys.orgによると、チームは球を、ほぼ真空のチャンバー内で向かい合う2枚の鏡の間に配置された、光ピンセットと呼ばれる強く集光したレーザー光線の中に保持した。もつれを生み出すのに必要な光はそれ自体で、球に望ましくない振動を引き起こし、最終的には球をトラップから弾き出してしまった。これに対処するため、研究者らはわずかに異なる色の2つのレーザーを組み合わせた。一方は球の往復運動を冷却して安定させ、もう一方はその動きを光ともつれさせた。
報告によると、球が振動するにつれて、その運動に関する情報が鏡から出ていく光に刻み込まれた。チームはこの光を何時間も測定することで、球の運動と光の間のつながりの全体像を再構成した。Phys.orgは、周囲の実験室が室温であっても、測定された相関がもつれを確認する数学的な閾値を超えたと述べ、もつれは鏡から離れて進む光の中でも持続したと伝えた。
Phys.orgによると、以前の実験では、光子(光の粒子)と振動する巨視的な粒子の間にもつれの短いバーストが生み出されたが、それは絶対零度に近い温度でしかなかった。同報告は、物理学者らがより最近になって、光で浮遊させた微小なガラス球が有望な代替手段となり得ると認識するようになったと述べている。なぜなら、それらは周囲からほぼ完全に隔離されて浮かんでいるからだ。
Phys.orgは、マリン氏のチームが現在、改良された実験技術によってもつれを強化し、ただ観測するだけでなく能動的に制御することを望んでいると報じた。同報告によると、これは最終的に、複数の浮遊球を共有された光の場を通じてもつれさせることが可能になり、より大きなスケールで量子力学を、そしておそらくそれが重力とどのように相互作用するかを試す新たな方法を提供する可能性がある。また、情報を蓄える運動する物体と、それを長距離にわたって運ぶ光との間で情報が受け渡される量子ネットワークを支える可能性もあるという。
背景
Phys.orgによると、2つの量子粒子がもつれ合うと、それらの性質は非常に深く絡み合い、一方を他方なしに完全に記述することはできない。同報告は、このつながりは周囲の環境からのわずかな乱れによって容易に壊れ、物体が大きくなるにつれて保護するのが難しくなると述べている。
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