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俄亥俄州立大学物理学家获国防部拨款皇冠体育研究爱因斯坦“幽灵般的超距作用”的应用

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2020年5月20日

俄亥俄州立大学物理学家获国防部拨款皇冠体育研究爱因斯坦“幽灵般的超距作用”的应用

OU professor Arne Schwettmann works on a laser-cooling apparatus.

诺曼,俄克拉荷马州。皇冠体育的教授Arne Schwettmann和Grant Biedermann最近获得了一项皇冠体育研究奖,用于皇冠体育研究阿尔伯特·爱因斯坦所谓的“幽灵般的超距作用”的应用,该皇冠体育研究来自国防部的一个名为“刺激竞争皇冠体育研究的国防既定计划”的项目。这笔584,814美元的资助将从秋季开始,分三年发放。

Schwettmann是霍默·l·道奇大学物理与天文系的教授,他说他们的皇冠体育研究使用了近2万个原子在冷却到极低温度的气体中来皇冠体育研究量子纠缠,这项皇冠体育研究对量子增强传感应用具有重要意义。

Schwettmann说:“在原子钠气体冷却到超冷温度时,原子的行为就像小磁铁,当它们相互碰撞时改变它们的方向。”“在室温下的气体中,碰撞是随机发生的,不受控制,但如果钠气体云一直冷却到绝对零度以上约0.00000001度,碰撞就会发生,可以通过微波控制。在这个过程中,原子磁体变得相关。这种相关性就是爱因斯坦所说的‘幽灵般的超距作用’,现在被称为量子纠缠。”

通过俄勒冈大学量子皇冠体育研究与技术中心进行的合作皇冠体育研究工作将Schwettmann在操纵超冷气体方面的专业知识与该项目的联合首席皇冠体育研究员和物理系副教授Biedermann结合在一起。比德曼的专长是利用光脉冲来皇冠体育研究原子干涉测量的新方案。

 

Detail of the vacuum system in which a sodium gas is cooled to ultracold temperatures. Mirrors guide six beams of yellow laser light into the vacuum chamber.
真空系统的细节,其中钠气体被冷却到超冷温度。镜子引导六束黄色激光进入真空室。


 

An ultracold cloud of sodium atoms in the center of the vacuum chamber is suspended by laser beams and magnetic fields. The size of the cloud is about 1 cm. Microwave and radiofrequency antennas, visible on the top left and top right, are then used to control spin-changing collisions and investigate the generation of entanglement.
真空室中心的超冷钠原子云被激光束和磁场悬浮。云的大小约为1厘米。微波和射频天线,在左上方和右上方可见,然后用于控制自旋改变碰撞和皇冠体育研究纠缠的产生。

 

Schwettmann说:“从某种意义上说,纠缠的原子对外部场‘一起’反应,这可以提高传感应用的信噪比。”“这条皇冠体育研究路线将允许我们使用超冷原子作为引力传感器。这对防御很有意义,因为引力场无法被屏蔽。我们知道雷达可以被屏蔽,但你无法隐藏物体的引力信号。”

以这种方式探测重力的可能性还有其他的可能性,包括量子增强的加速度感应。

Schwettmann说:“一旦你知道如何检测重力,你就可以检测加速度,这就允许惯性传感,有时也称为惯性导航,这可以使我们在没有GPS的情况下识别物体的位置。”

皇冠体育研究人员还在皇冠体育研究当这些测试在完全受控的环境之外进行时会发生什么。为此,他们将皇冠体育研究外部影响,如振动和湿度变化,以更好地了解外部因素如何影响未来量子增强传感器的性能。

Schwettmann将他们扩大皇冠体育研究的能力归功于“天作之合”。

“我们这里有所有的专家。我不需要打电话给另一所大学的同事。他们在大厅那头。”

有关该皇冠体育研究项目的更多信息,请通过schwettmann@ou.edu与Schwettmann联系