연구진, 상온에서 빛과 얽힌 유리 구슬 보고

Phys.org에 따르면, 피렌체 대학의 프란체스코 마린이 이끄는 연구팀은 상온에서 공중에 떠 있는 작은 유리 구슬의 운동을 빛과 얽히게 했다. Phys.org는 2026년 10월 7일 학술지 《사이언스》에 발표된 연구를 보도했다. 그 구슬은 지름이 100나노미터(1미터의 10억분의 1)였다.

Phys.org에 따르면, 연구팀은 거의 진공에 가까운 챔버 안에서 마주 보는 두 거울 사이에 놓인, 광학 집게라고 불리는 강하게 집속된 레이저 빔에 구슬을 붙들어 두었다. 얽힘을 만들기 위해 필요한 빛은 그 자체로 구슬에 원치 않는 진동을 일으켜 결국 구슬을 덫 밖으로 튕겨냈다. 이를 해결하기 위해 연구자들은 색이 약간 다른 두 레이저를 결합했다. 하나는 구슬의 왕복 운동을 냉각하고 안정시켰고, 다른 하나는 그 운동을 빛과 얽히게 했다.

보도에 따르면, 구슬이 진동하면서 그 운동에 관한 정보가 거울을 떠나는 빛에 각인됐다. 연구팀은 여러 시간 동안 이 빛을 측정해 구슬의 운동과 빛 사이의 연결 전체 패턴을 재구성했다. Phys.org는 측정된 상관관계가 주변 실험실이 상온인데도 얽힘을 확인하는 수학적 임계값을 넘어섰으며, 그 얽힘이 거울에서 멀어져 가는 빛 속에서도 유지됐다고 밝혔다.

Phys.org에 따르면, 이전 실험들은 광자, 즉 빛의 입자와 진동하는 거시적 입자 사이에 짧은 순간의 얽힘을 만들어냈지만, 절대영도에 가까운 온도에서만 가능했다. 이 보도는 물리학자들이 더 최근에 빛으로 부양된 작은 유리 구슬이 유망한 대안이 될 수 있다는 점을 인식했다고 전했다. 이는 그 구슬들이 주변 환경으로부터 거의 완전히 고립된 채 떠 있기 때문이다.

Phys.org는 마린의 연구팀이 이제 개선된 실험 기법을 통해 얽힘을 강화하고, 단지 관찰하는 데 그치지 않고 이를 능동적으로 제어하기를 희망한다고 보도했다. 이 보도는 이것이 궁극적으로 여러 개의 부양된 구슬이 공유된 빛의 장을 통해 얽히게 하는 것을 가능하게 해, 더 큰 규모에서 양자역학을 시험하고 어쩌면 양자역학이 중력과 상호작용하는 방식을 시험할 새로운 방법을 제공할 수 있다고 전했다. 또한 이는 정보를 저장하는 움직이는 물체와 장거리로 정보를 운반하는 빛 사이에서 정보가 전달되는 양자 네트워크를 지원할 수 있다고 보도는 덧붙였다.