Vedomá fráza
Malý svet sa tento rok dostal k niektorým celkom veľkým veciam. Od podivných situácií Schrödingerových mačiek po záhady vody až po nemožné vyzerajúce častice, ktoré lietajú z antarktického ľadu, fyzika častíc dokázala, že vo vesmíre máme veľa neznámych vecí, ktoré môžeme preskúmať. Tu je 18 najúžasnejších príbehov kvantovej mechaniky a fyziky vysokoenergetických častíc z roku 2018.
Kvantové údaje boli hustejšie ako kedykoľvek predtým
Na zostavenie kvantových počítačov budú musieť vedci najskôr zistiť, ako s kvantovými objektmi manipulovať a efektívne ukladať informácie. V roku 2018 vedci dosiahli medzník v tomto úsilí a zabalili 18 kvantových informácií do šiestich fotónov, čo je nový záznam.
Teplomer išiel Schrödinger
V našom svete je teplota iba jedna vec. Ak je mraznička dostatočne studená na to, aby sa vytvorila ľad, všetka voda, ktorú do nej vložíte, by mala zamrznúť. Kvantová mechanika však umožňuje existenciu predmetov v neistote medzi viacerými stavmi, v tom zmysle, že to môže byť viac ako jedna vec súčasne - rovnako ako Schrödingerova mačka je pri svojom myšlienkovom experimente živá a mŕtva. A v roku 2018 sme sa dozvedeli, že to platí aj pre teplotu. Kvantové objekty môžu byť z určitého hľadiska horúce aj studené súčasne.
Ľahká strata času
Čas by mal plynúť jedným smerom a nasledovať cestu určenú príčinnou súvislosťou. Bowlingová guľa sa valí po pruhu a praští do špendlíka, takže špendlík padá. Spadnutie čapu nespôsobí, že bowlingová guľa spadne z jazdného pruhu a vrazí do nej. Ale v kvantovej oblasti sú veci múdrejšie. Tím vedcov v roku 2018 poslal na cestu fotón, ten, ktorý mal ísť po ceste A a potom po ceste B, alebo po ceste B a potom po ceste A. Ale vďaka funkcii kvantovo-sypkých a husacích ciest tento fotón nefungoval Nesledujem jednu cestu pred druhou. Nasledovalo ich oboch, bez obťažovania výberom objednávky.
Kvantová fyzika nás prinútila prehodnotiť život
Teoreticky by kvantová fyzika mala pracovať pre objekty akejkoľvek veľkosti. Mnohí vedci sa však domnievajú, že život môže byť príliš komplikovaný na to, aby sa objavili akékoľvek zmysluplné kvantové účinky. Zdá sa však, že experiment uskutočnený v roku 2016 ukázal, že baktérie kvantovo mechanicky interagujú so svetlom veľmi obmedzeným a jemným spôsobom. V roku 2018 sa ďalšia skupina vedcov vrátila a pozrela sa na tento experiment a zistila, že sa mohlo diať niečo hlbšie a cudzie, čo nás núti prehodnocovať život a kvantový svet.
Malá činka sa točila naozaj, naozaj rýchlo
Niekedy, keď máš novú hračku, musíš si ju vybrať na roztočenie. To vedci urobili tento rok so spoločnými oblasťami oxidu kremičitého, „nanodumbbells“, dlhých iba 0,000012 palca (320 nanometrov) a šírky približne 0,000007 palca (170 nm). Pomocou laserov vystrelili tieto činky na rýchlosť rotácie 60 miliárd vírení za minútu.
Voda odhalila svoje Jekyll a Hyde
V skutočnosti neexistuje len jeden druh molekuly vody, tento rok bol odhalený experiment s kvantovou fyzikou. Namiesto toho sú dve. Obidva sú tvorené dvoma atómami vodíka, ktoré trčia z jedného veľkého atómu kyslíka, H2O. Ale v jednom druhu vody, nazývanom „orto-voda“, majú tieto atómy vodíka kvantové „točenia“, ktoré smerujú rovnakým smerom. V inom druhu vody, ktorý sa nazýva „para-voda“, tieto roztoče ukazujú na opačné smery.
Einsteinovi sa znova dokázala pravica
Tím švajčiarskych vedcov vykonal rozsiahlu skúšku jedného z najpodivnejších paradoxov v kvantovej mechanike, čo je obrovský príklad správania, ktoré Albert Einstein skepticky nazval „strašidelnou akciou na diaľku“. Pomocou superchladeného zhluku s takmer 600 atómami ukázali, že zapletenie stále funguje aj vo veľmi veľkých (kvantovo-mechanicky hovoriacich) mierkach.
20 zamrznutí sa zaplietlo
Qubits sú základnou informačnou jednotkou v kvantových počítačoch a to, aby kvantové počítače fungovali, si bude vyžadovať vzájomné prepojenie. V roku 2018 sa experimentu podarilo zamotať spolu 20 vtákov a prinútiť ich, aby spolu hovorili, a potom si prečítali informácie, ktoré obsahovali. Výsledkom bol akýsi prototyp krátkodobej pamäte pre kvantovo-počítačový systém.
Kvantový radar sa priblížil k tomu, aby sa stal realitou
Vojenský radar pracuje tak, že odrazí rádiové vlny od predmetov, ktoré lietajú po oblohe. Ale v oblastiach blízko magnetického severného pólu Zeme sa tieto signály môžu rušiť. A existujú tajné lietadlá, ktoré majú zabrániť odrazu radarových vĺn späť pri ich zdroji. V roku 2018 Kanada napredovala na kvantovom radare, ktorý odrazil svetelné fotóny z prichádzajúcich lietadiel po ich zapletení s inými fotónmi ďaleko od základne radaru. Kvantový radarový systém by študoval fotóny na základni, aby zistil, či ich zamotaní partneri nie sú ovplyvňovaní kvantovými technológiami.
Kvantová náhodnosť sa stala trochu demokratickejšou
Náhodnosť je pre kybernetickú bezpečnosť mimoriadne dôležitá. Je však prekvapivo ťažké dosiahnuť skutočnú náhodnosť, ktorú je fyzicky nemožné predpovedať. Jedným z mála zdrojov náhodnosti na svete je kvantová oblasť, ktorá je pre väčšinu z nás neprístupná. Ale to sa zmenilo v roku 2018, keď vedci vytvorili online náhodný „maják“ - verejný zdroj náhodných reťazcov čísel, ku ktorým má prístup každý. Od tej doby urobili tento zdroj zložitejším a užitočnejším a čoskoro bude k dispozícii viac zdrojov verejnej náhodnosti.
