Forskare har precis tagit det första fotoet av fenomenet som kallas "spöklik handling på avstånd" av Albert Einstein. Det fenomenet, kallad kvantförvirring, beskriver en situation där partiklar kan förbli anslutna så att de fysiska egenskaperna hos den ena kommer att påverka den andra, oavsett avstånd (till och med mil) mellan dem.
Einstein hatade idén, eftersom den bröt mot klassiska beskrivningar av världen. Så han föreslog ett sätt att förvirring kunde samexistera med klassisk fysik - om det fanns en okänd, "dold" variabel som fungerade som en budbärare mellan paret med sammantrasslade partiklar, och höll deras öde sammanflätade.
Det fanns bara ett problem: Det fanns inget sätt att testa om Einsteins åsikt - eller det främlingalternativet, där partiklar "kommunicerar" snabbare än ljusets hastighet och partiklar inte har något objektivt tillstånd förrän de observerats - var sant. Slutligen, på 1960-talet, kom fysikern Sir John Bell med ett test som motbeviser förekomsten av dessa dolda variabler - vilket skulle innebära att kvantvärlden är extremt konstig.
Nyligen använde en grupp vid University of Glasgow ett sofistikerat system av lasrar och kristaller för att fånga det första någonsin fotoet av kvantförvirring som bryter mot en av det som nu kallas "Bells ojämlikheter."
Detta är "det avgörande testet för kvantförvirring", säger seniorförfattaren Miles Padgett, som innehar Kelvin-ordföranden för naturfilosofi och är professor i fysik och astronomi vid University of Glasgow i Skottland. Även om människor har använt kvantförvirring och Bells ojämlikheter i applikationer som kvantberäkning och kryptografi, "är det första gången någon har använt en kamera för att bekräfta."
För att ta fotot var Padgett och hans team först tvungna att trassla in fotoner eller ljuspartiklar med en beprövad metod. De träffade en kristall med en ultraviolett (UV) laser, och några av dessa fotoner från lasern sönder i två fotoner. "På grund av att både energi och drivkraft bevaras, är varje resulterande parfotoner intrasslade," sade Padgett.
De fann att de sammankopplade paren var korrelerade, eller synkroniserade, mycket oftare än man skulle förvänta sig om en dold variabel var inblandad. Med andra ord kränkte detta par Bells ojämlikheter. Forskarna knäppte en bild med en speciell kamera som kunde upptäcka enskilda fotoner, men tog bara ett foto när en foton kom med sin intrasslade partner, enligt ett uttalande.
Detta experiment "visar att kvanteffekter ändrar de typer av bilder som kan spelas in," berättade han för Live Science. Nu arbetar Padgett och hans team för att förbättra mikroskopets bildprestanda.
Resultaten publicerades den 12 juli i tidskriften Science Advances.
