Fotonok a Nagy Falon

[Szipi]

Fotonok a Nagy Falon

 

Ez még csak terv, de a távlatai szédítőek! Kínai szakemberek már ott tartanak, hogy a kvantumfizika egyik meghökkentő jelenségét nemcsak bizonyítják, hanem a műholdas távközlésben hasznosítják is.

 

Arról van szó, amikor két részecske úgy viselkedik, mintha össze volna ölelkezve, bármilyen távol van is egymástól. Ha megmérjük az egyik részecske tulajdonságait, nyomban tudomásunkra jut a másik részecske állapota. Ez már önmagában is döbbenetes jelenség, például a fénysugár két apró részecskéje - egy-egy fotonja - akár a Föld két felén is lehet, akkor is „tudja" az egyik, hogy mit csinál a másik.

Ez az ún. kvantum-összefonódás ráadásul olyan titkos üzenetek küldését teszi lehetővé, amelyek akár teljesen nyilvános távközlési csatornákon is futhatnának, mert az üzenetet csak az érti meg, aki a hírközlő csatorna végén az összefonódott fotonpár másik tagját figyeli. Ezt a kvantumfizikai lehetőséget osztrák kutatók úgy bizonyították, hogy Bécsben a Duna felett, a levegőn át hatszáz méter távolságra küldték egy ilyen „ölelkező" részecskepár egyik felét, miközben a másik a kiindulási helyen maradt.

2005-ben újabb rekord született. A kínai Hefei városában Dzsian-Vei Pan és munkacsoportja olyan összefonódott fotonokat továbbított, amelyek csaknem nyolc kilométert hidaltak át a Föld örvénylő alsó légrétegében anélkül, hogy a kis fénycsomagok elvesztették volna érzékeny kvantumtulajdonságaikat. Ezt az eredményt a kutatók azáltal érték el, hogy tökéletesítették a bécsiek optikai berendezéseit, és nem egy milliméter átmérőjű lézersugarat használtak a fotonok továbbításához, hanem egy nagy csillagászati távcsövet, amely 12 cm átmérőjű lézersugarat tudott kibocsátani.

A széles sugár lehetővé tette a sugarak érzékelését, noha ezek Hefei erősen szennyezett belvárosának légterében tették meg a 7,7 kilométeres utat. A fotonok tehát majdnem akkora utat tesznek meg - a légkör állapotától függően -, mintha egy földi állomás és egy alacsony Föld körüli pályán keringő műhold között teremtenének összeköttetést. A Föld felszínén ugyanis ezeknek a kvantumpároknak a távolsága tíz kilométer.

A kvantumos távközlés technikailag tehát lehetséges, de a további igazolásához hosszabb távolságokat is ki kell próbálni. Dzsian-Vei Pan úgy nyilatkozott, hogy a kínai nagy falon folytatják a kísérleteket, és a vevőkészülékek között legközelebb húsz kilométer távolság lesz.

Majd költőien hozzátette: „A múltban tüzekkel küldtünk jeleket a Nagy Falon az ellenség betöréséről, most azonban már a jövőről adunk jeleket." Ha ezek a kísérletek is sikerrel járnak, nemcsak a távközlésben nyílnak új utak, hanem a kvantumfizika elmélete is tovább gazdagodik.

[biohazard]

Azért megnézném ilyenkor azoknak a tudósoknak az arcát akik mindvégig tagadták hogy hasonló dolgok megalkothatóak.

[Szipi]

Fölmerült a kérdés, mi történik a fotonnal, a foton energiájával, ha a hullámot különböző módokon befolyásoljuk.

 

Ismeretes a régebbi interferencia-kísérletekből, hogy a fénysugárzás a tovaterjedés irányában véges hosszúságú hullámsorból, hullámvonulatból áll. Ha egy interferencia-kísérletben az útkülönbséget egyre növeljük, akkor az interferencia egy az illető fénynemre jellemző útkülönbségen túl megszûnik. Ez az útkülönbség éppen a hullámsor hossza. Ez alapon a fénykibocsátás lefolyására a következő átlagos képet nyerjük.

 

Egy atom kisugárzása 1 százmilliomod mp. nagyságrendű ideig tart; ez mégfelel zöld fény esetében kb. 1 millió teljes rezgésnek. Ez idő alatt a hullámfront kb 1 méter utat tett meg, tehát az atomból kijövô hullámzás egy egyre jobban kiterjedô gömbhéjat tölt meg, melynek vastagsága kb 1 méter. Ebben a gömbhéjban történhetik meg valahol a foton energiaátadási jelensége, mely szinte pontszerűen nyilvánul, pillanatnyilag, míg a hullámsor kiterjedés térben és időben véges. Az egyszerű elképzelés azt mondaná, hogy a foton valahol ebben a térrészben “utazik”.

 

Rekesszük ki ennek a hullámsornak egy részét azáltal, hogy ernyőt helyezünik a hullám útjába, melyen nyílás van. Akkor a gömbhéjból “hurkát” csináltunk. Ezt a hurkát elmetszhetjük keresztirányban is, úgy, hogy olyan “pillanatzárat” alkalmazunk, amelyet százmilliomod mp-nél kisebb ideig tartunk nyitva, és így a hurka nem mehet át rajta egész hosszában (Kerr-cellával ilyen rövid pillanatzár megoldható), vagy pedig kettéoszthatjuk törés és visszaverôdés által, midőn egyik hurka a megtört, másik a visszavert sugárban halad.

 

[somaster]

Ez nekem már qvára magas!