क्वांटम उलझाव आधुनिक भौतिकविदों के लिए अध्ययन के सबसे चुनौतीपूर्ण क्षेत्रों में से एक बना हुआ है। आइंस्टीन द्वारा "दूरी पर डरावना कार्रवाई" के रूप में वर्णित, वैज्ञानिकों ने लंबे समय से यह समझने की कोशिश की है कि क्वांटम यांत्रिकी का यह पहलू शास्त्रीय यांत्रिकी के साथ कैसे जुड़ सकता है। अनिवार्य रूप से, यह तथ्य कि दो कणों को महान दूरी पर जोड़ा जा सकता है, स्थानीयता और यथार्थवाद के नियमों का उल्लंघन करता है।
औपचारिक रूप से, यह बेल की अक्षमता का उल्लंघन है, एक सिद्धांत जो दशकों से यह दिखाने के लिए उपयोग किया जाता है कि स्थानीयता और यथार्थवाद क्वांटम यांत्रिकी के साथ असंगत होने के बावजूद मान्य हैं। हालांकि, हाल के एक अध्ययन में, लुडविग-मैक्सिमिलियन यूनिवर्सिटी (LMU) और मैक्स प्लैंक इंस्टीट्यूट फॉर क्वांटम ऑप्टिक्स इन म्यूनिख के शोधकर्ताओं की एक टीम ने परीक्षण किया जो एक बार फिर बेल की असमानता का उल्लंघन करता है और उलझाव के अस्तित्व को साबित करता है।
उनका अध्ययन, जिसका शीर्षक "इवेंट-रेडी बेल टेस्ट, एनटैंगल्ड एटम्स यूज़िंग क्लोजिंग डिटेक्शन एंड लोकेलिटी लोफॉल्स" का उपयोग करके, हाल ही में प्रकाशित किया गया था शारीरिक समीक्षा पत्र। एलएमयू के भौतिक विज्ञानी और क्वांटम ऑप्टिक्स के मैक्स प्लैंक इंस्टीट्यूट के भौतिक विज्ञानी वेनजामिन रोसेनफेल्ड द्वारा नेतृत्व में, टीम ने दो कणों को एक दूरी पर उलझाकर बेल की असमानता का परीक्षण करने की मांग की।
बेल की असमानता (आयरिश भौतिक विज्ञानी जॉन बेल के नाम पर, जिन्होंने 1964 में इसका प्रस्ताव रखा था) अनिवार्य रूप से कहा गया है कि वस्तुओं के गुणों का अस्तित्व (यथार्थवाद) से स्वतंत्र है, और कोई भी जानकारी या भौतिक प्रभाव प्रकाश की गति (स्थानीयता) से अधिक तेजी से नहीं फैल सकता है। ये नियम पूरी तरह से उस वास्तविकता का वर्णन करते हैं जिसे हम मनुष्य दैनिक आधार पर अनुभव करते हैं, जहां चीजें एक विशेष स्थान और समय में निहित होती हैं और एक पर्यवेक्षक से स्वतंत्र होती हैं।
हालांकि, क्वांटम स्तर पर, चीजें इन नियमों का पालन नहीं करती हैं। बड़ी दूरी (यानी उलझाव) पर न केवल कणों को गैर-स्थानीय तरीकों से जोड़ा जा सकता है, बल्कि इन कणों के गुणों को तब तक परिभाषित नहीं किया जा सकता, जब तक उन्हें मापा नहीं जाता। और जबकि सभी प्रयोगों ने पुष्टि की है कि क्वांटम यांत्रिकी के पूर्वानुमान सही हैं, कुछ वैज्ञानिकों ने तर्क दिया है कि स्थानीय वास्तविकता के लिए अनुमति देने वाले कमियां हैं।
इसे संबोधित करने के लिए, म्यूनिख टीम ने एलएमयू में दो प्रयोगशालाओं का उपयोग करके एक प्रयोग किया। जबकि पहली प्रयोगशाला भौतिकी विभाग के तहखाने में स्थित थी, दूसरी अर्थशास्त्र विभाग के तहखाने में स्थित थी - लगभग 400 मीटर की दूरी पर। दोनों प्रयोगशालाओं में, टीमों ने सामयिक जाल में एक एकल रुबिडियम परमाणु पर कब्जा कर लिया और तब तक उन्हें रोमांचक शुरू किया जब तक कि उन्होंने एक भी फोटोन जारी नहीं किया।
जैसा कि डॉ। वेनजामिन रोसेनफेल्ड ने मैक्स प्लैंक इंस्टीट्यूट प्रेस विज्ञप्ति में बताया है:
“हमारे दो पर्यवेक्षक स्टेशन स्वतंत्र रूप से संचालित हैं और अपने स्वयं के लेजर और नियंत्रण प्रणाली से लैस हैं। प्रयोगशालाओं के बीच 400 मीटर की दूरी के कारण, एक से दूसरे तक संचार 1328 नैनोसेकंड ले जाएगा, जो माप प्रक्रिया की अवधि से बहुत अधिक है। तो, एक लैब में माप की कोई जानकारी दूसरी लैब में इस्तेमाल नहीं की जा सकती है। यह है कि हम इलाके की खामियों को कैसे बंद करते हैं। ”
एक बार जब दो रुबिडियम परमाणु एक फोटोन को छोड़ने के बिंदु पर उत्साहित थे, तो रुबिडियम परमाणुओं के स्पिन-राज्य और फोटॉन के ध्रुवीकरण राज्य प्रभावी रूप से उलझ गए थे। फोटॉनों को तब ऑप्टिकल फाइबर में जोड़ा जाता था और एक सेट-अप के लिए निर्देशित किया जाता था, जहां उन्हें हस्तक्षेप के लिए लाया जाता था। आठ दिनों तक माप चलाने के बाद, वैज्ञानिकों ने संकेतों को उलझाने के लिए जाँच करने के लिए लगभग 10,000 घटनाओं को एकत्र किया।
यह दो फंसे रुबिडियम परमाणुओं के स्पिन द्वारा इंगित किया गया होगा, जो एक ही दिशा में (या विपरीत दिशा में, उलझाने के प्रकार के आधार पर) इंगित करेगा। म्यूनिख टीम ने पाया कि अधिकांश घटनाओं के लिए, परमाणु एक ही स्थिति (या विपरीत स्थिति) में थे, और बेल की असमानता के अनुरूप केवल छह विचलन थे।
ये परिणाम 2015 में डच भौतिकविदों की एक टीम द्वारा प्राप्त आंकड़ों की तुलना में सांख्यिकीय रूप से अधिक महत्वपूर्ण थे। उस अध्ययन के लिए, डच टीम ने प्रयोगशालाओं में इलेक्ट्रॉनों का उपयोग करके प्रयोग किए थे जो 1.3 किमी दूर थे। अंत में, उनके परिणामों (और बेल की असमानता के अन्य हालिया परीक्षणों) ने दिखाया कि क्वांटम उलझाव वास्तविक है, प्रभावी रूप से स्थानीय यथार्थवाद खामियों को दूर कर रहा है।
जैसा कि वेनजामिन रोसेनफेल्ड ने समझाया, उनकी टीम द्वारा किए गए परीक्षण भी एक अन्य प्रमुख मुद्दे को संबोधित करके इन अन्य प्रयोगों से आगे निकल गए। "हम परमाणुओं के स्पिन-स्टेट को बहुत तेजी से और बहुत कुशलता से निर्धारित करने में सक्षम थे," उन्होंने कहा। "जिससे हमने एक दूसरी संभावित खामी को बंद कर दिया: यह धारणा, कि देखा गया उल्लंघन का पता लगाए गए जोड़े जोड़े के अपूर्ण नमूने के कारण होता है"।
बेल की असमानता के उल्लंघन का प्रमाण प्राप्त करके, वैज्ञानिक न केवल शास्त्रीय और मात्रात्मक भौतिकी के बीच एक स्थायी असंगति को सुलझाने में मदद कर रहे हैं। वे कुछ रोमांचक संभावनाओं के द्वार भी खोल रहे हैं। उदाहरण के लिए, वर्षों से, वैज्ञानिक ने क्वांटम प्रोसेसर के विकास का अनुमान लगाया है, जो शून्य और द्विआधारी कोड के लोगों को अनुकरण करने के लिए उलझनों पर भरोसा करते हैं।
कंप्यूटर जो क्वांटम यांत्रिकी पर भरोसा करते हैं, पारंपरिक माइक्रोप्रोसेसरों की तुलना में तेजी से तेज होंगे, और अनुसंधान और विकास के एक नए युग की शुरुआत करेंगे। साइबर सिक्योरिटी के लिए समान सिद्धांतों का प्रस्ताव किया गया है, जहां क्वांटम एन्क्रिप्शन का उपयोग साइबर जानकारी के लिए किया जाएगा, जो हैकरों के लिए अजेय है जो पारंपरिक कंप्यूटरों पर भरोसा करते हैं।
अंतिम, लेकिन निश्चित रूप से कम से कम नहीं, क्वांटम एंटैंगमेंट कम्युनिकेशंस की अवधारणा है, एक ऐसा तरीका जो हमें प्रकाश की गति से अधिक तेजी से सूचना प्रसारित करने की अनुमति देगा। अंतरिक्ष यात्रा और अन्वेषण के लिए संभावनाओं की कल्पना करें यदि हम अब सापेक्ष संचार की सीमाओं से बंधे नहीं हैं!
आइंस्टीन गलत नहीं थे, जब उन्होंने क्वांटम उलझनों को "डरावना कार्रवाई" के रूप में दिखाया। वास्तव में, इस घटना के अधिकांश निहितार्थ अभी भी भयावह हैं क्योंकि वे भौतिकविदों के लिए आकर्षक हैं। लेकिन हम इसे समझने के जितना करीब आते हैं, करीब हम एक समझ विकसित करने की ओर होंगे कि ब्रह्मांड के सभी ज्ञात भौतिक बल एक साथ कैसे फिट होते हैं - उर्फ। सब कुछ का सिद्धांत!
