Tiede

Einstein pohti tätä jo 1935: Aalto-yliopistossa todettiin haamuvuorovaikutus isojenkin kappaleiden välillä

Hiuksen paksuiset rumpukalvot pysyivät lomittuneina kvanttitilassa yli puoli tuntia. Pienempien alkeishiukkasten lomittuminen on aiemmin kestänyt vain sekunnin murto-osia.

Lomittumiseksi kutsuttu kvanttimekaaninen ilmiö on havaittu ensi kertaa niin isoissa kohteissa, että ne voi nähdä.

Lähes ihmisen hiuksen levyiset rumpukalvot onnistuttiin saamaan haamuvuorovaikutukseen keskenään, kertoo Aalto-yliopiston tiedote.

Tulevaisuudessa lomittuneita rumpukalvoja voisi käyttää laitteissa, jotka hyödyntävät kvanttiteknologiaa. Näitä ovat esimerkiksi reitittimet tai herkät anturit.

Haamuvaikutus tarkoittaa, että kappaleiden kvanttiominaisuudet riippuvat toisistaan, vaikka kappaleet ovat etäällä toisistaan. Fyysikko Albert Einstein epäili aikoinaan tällaista kaukovaikutusta kuulussa julkaisussa 1935. Sittemmin kaukovaikutus on todennettu useissa kokeissa laboratorioissa ja avaruudessakin.
Mainos (Teksti jatkuu alla)
Mainos päättyy

Myöhemmin tätä ilmiötä alettiin kutsua lomittumiseksi. Ilmiössä hiukkaset vaikuttavat toisiinsa mielivaltaisten etäisyyksien päästä. Se sotii arkijärjen ja klassisen fysiikan teorioita vastaan.

Lomittuminen on luonut perustan kvanttiteknologioiden, muun muassa kvanttitietokoneiden kehitykselle. Ne voivat mullistaa ennen pitkää tietojenkäsittelyn ja tietoliikenteen.

Ympäristön häiriöt, etenkin lämpöliike, rikkovat lomittumisen hyvin herkästi. Kvanttifysiikan tutkijat ovat siksi pitäneet lomittuneen tilan luomista kahden atomia isomman kappaleen välillä erittäin haastavana.

Aalto-yliopiston teknillisen fysiikan laitoksen professorin Mika Sillanpään ryhmä on nyt kuitenkin osoittanut, että lomittuminen voidaan saada aikaan silmin havaittavien kappaleiden kesken. Tutkimuksen julkaisi Nature-lehti.

Kokeissa käytettiin kahta värähtelevää rumpukalvoa, jotka oli valmistettu alumiinista piisirulle. Rummut ovat valtavia verrattuna atomien kokoluokkaan. Leveydeltään ne vastaavat ohutta hiusta.

”Värähtelevät kappaleet saadaan lomittuneeseen kvanttitilaan suprajohtavan, mikroaaltotaajuisen antennin avulla. Sähkömagneettiset kentät toimivat alustana, joka imee rumpukalvojen liikkeestä lämpöhäiriöitä. Se jättää jäljelle heikot kvanttimekaaniset värähtelyt”, selittää Sillanpää Aalto-yliopiston tiedotteessa.

Häiriöiden eliminointi on ensiarvoisen tärkeää. Siksi mittaukset tehtiin hyvin matalassa lämpötilassa, lähellä absoluuttista nollapistettä. Se on −273,15 astetta Celsiusta. Suprajohtavassa antennissa sähkö kulkee vastuksetta.

Rumpukalvot pysyivät mittauksissa lomittuneessa kvanttitilassa jopa puoli tuntia. Alkeishiukkasilla lomittuminen on mittauksissa kestänyt vain sekunnin murto-osia.

”Lomittuneiden kvanttitilojen tuottaminen laboratoriossa on vaikeaa. Sekä kappaleiden koko että lomittuneen kvanttitilan kesto tässä tehdyssä kokeessa ovat ällistyttäviä”, kommentoi tutkimusta teoreettisen fysiikan dosentti Teiko Heinosaari Turun yliopistosta.

”​Lomittuneita kvanttitiloja voidaan käyttää sekä tavallisen informaation että kvantti-informaation ​käsittelyssä monella tavalla. Työ avaa täysin uusia mahdollisuuksia käyttää rumpukalvoja kvantti-informaatiossa”, Heinosaari sanoo.

”Seuraavaksi aiomme yrittää mekaanisten kvanttitilojen teleportaatiota. Kvanttiteleportaatiossa kappaleiden ominaisuudet voidaan haamuvuorovaikutuksen avulla siirtää mielivaltaisen kauas”, kertoo Aalto-yliopiston tutkijatohtori Caspar Ockeloen-Korppi, artikkelin pääkirjoittaja.

”Olemme toki kaukana Star Trekistä.”

Tuossa sarjassa avaruusaluksen miehistö pystyi siirtymään teleportaation avulla aluksesta planeetan pinnalle hetkessä.

Työ edistää myös perustutkimusta. Kvanttimekaniikan ja painovoiman yhteys esimerkiksi ymmärretään huonosti.

Työhön osallistui tutkijoita Aalto-yliopiston lisäksi New South Walesin yliopistosta Canberrasta Australiasta, Chicagon yliopistosta Yhdysvalloista sekä Jyväskylän yliopistosta.

Kommentit

    Ei vielä kommentteja. Kirjoita ensimmäinen.

    Näytä lisää
    Luetuimmat
    • Juuri nyt
    • Päivä
    • Viikko
    1. 1

      Helsingissä vierailleen amerikkalaisen valokuvamallin puoliso edusti punaisessa solmiossa

    2. 2

      Kuvia Suomesta, osa 33: Jonne Heinonen kuvasi krapulaa

    3. 3

      Reuters: Venäjän agentiksi epäillyllä Maria Butinalla oli luultua enemmän yhteyksiä USA:n eliittiin

    4. 4

      Kansainväliset toimittajat tulivat Suomeen väärällä hetkellä – ei täällä tällaista ole

    5. 5

      Lakimies Michael Cohen oli Donald Trumpille vuosia kuin perheen­jäsen – Nyt välit rakoilevat, ja se saattaa tietää presidentille huonoja uutisia

    6. 6

      Onko maaseudulla ollenkaan tulevaisuutta? HS:n Heikki Aittokoski lähti selvittämään asiaa Ylä-Savoon, joka on pienois­malli siitä, mitä Suomessa nyt tapahtuu

      Tilaajille
    7. 7

      Helsingin keskustan 1800-luvun puutalot saatetaan purkaa tai siirtää muualle – Kampin ja Hietalahden alueella on käynnissä hurja kiinteistöruletti

    8. 8

      Alanis Morissetten keskisormi miehille heiluu korkeammalla kuin koskaan – Porissa esiintyi hyväntuulinen tähti, joka kulki lavalla kuin nurmea leikkaava puistotyöntekijä

    9. 9

      Suomalaistutkimus avaa uuden näkö­kulman syövän hoitoon – ”Kukaan muu ei ollut uskaltanut ajatella, että syöpä­lääkkeiden tehottomuuden taustalla voisi olla yhteinen tekijä”

    10. 10

      Kesällä Suomi on täynnä persoonallisia kahviloita – listasimme mukavia taukopaikkoja kesäreittien varsilta

    11. Näytä lisää
    1. 1

      Kuvia Suomesta, osa 33: Jonne Heinonen kuvasi krapulaa

    2. 2

      Suomalaistutkimus avaa uuden näkö­kulman syövän hoitoon – ”Kukaan muu ei ollut uskaltanut ajatella, että syöpä­lääkkeiden tehottomuuden taustalla voisi olla yhteinen tekijä”

    3. 3

      Saako vessan valoja räpsytellä vai tuleeko ne pitää päällä? Asian­tuntija kertoo, mikä on energia­tehokkain tapa käsitellä kodin valoja

    4. 4

      Kansainväliset toimittajat tulivat Suomeen väärällä hetkellä – ei täällä tällaista ole

    5. 5

      Onko maaseudulla ollenkaan tulevaisuutta? HS:n Heikki Aittokoski lähti selvittämään asiaa Ylä-Savoon, joka on pienois­malli siitä, mitä Suomessa nyt tapahtuu

      Tilaajille
    6. 6

      Venäjältä tihkuu tietoja ”sopimuksista”, joita Yhdysvallat ei vahvista – Trumpin ja Putinin Helsingin-tapaamisen sisällöstä vallitsee yhä epätietoisuus

    7. 7

      Jyväskylän Kalevan kisojen toimitsija totesi seitsenottelijoiden häiritsevän muita lajeja – hopeamitalisti Miia Sillman lataa täyslaidallisen: ”Huonoimmin järjestetyt Kalevan kisat ikinä”

    8. 8

      Helsingissä vierailleen amerikkalaisen valokuvamallin puoliso edusti punaisessa solmiossa

    9. 9

      Pelottava hämäräheikki yritti tulla ikkunasta asuntoon, eikä Helsingin poliisia kiinnostanut – vai miten se nyt oikein meni?

    10. 10

      Helsingin keskustan 1800-luvun puutalot saatetaan purkaa tai siirtää muualle – Kampin ja Hietalahden alueella on käynnissä hurja kiinteistöruletti

    11. Näytä lisää
    1. 1

      Republikaani­senaattori John McCain: Helsingin huippu­kokous oli hirvittävä virhe – lue HS:n seuranta Trumpin ja Putinin tapaamisen käänteistä

    2. 2

      This is Finland: After Trump and Putin leave, the president heads across the street for a drink

    3. 3

      Tällainen on Suomi: Kun Trump ja Putin olivat poistuneet, presidentti Niinistö lähti terassille kuin kuka tahansa

    4. 4

      Trump tuhosi Helsingin huippukokouksen yhdellä iskulla – amerikkalaiset tyrmistyivät Trumpin ”antautumisesta” Venäjän presidentille

    5. 5

      Suomen hipsterein paikka on pieni kylä Nokian hylkäämässä Salossa – ”Elämäntilanteeni on niin hyvä, ettei siitä melkein kehtaa puhua”

    6. 6

      Donald ja Melania Trumpin saattue saapui Kalastaja­torpalle suuren väkijoukon saattelemana – lue HS:n seuranta sunnuntain tapahtumista

    7. 7

      Jäämies Ötzi kuoli täysin vatsoin, mutta nykyihmistä hänen viimeinen ateriansa voi hirvittää

    8. 8

      ”Ostin kaksi kuumemittaria ja söin elohopeat niistä” – tutkija selvittää laittoman abortin teettäneiden naisten kohtaloita

      Tilaajille
    9. 9

      Näistä syistä Kalastajatorppa on ylivoimainen paikka Trumpin yöpaikaksi

    10. 10

      ”Konttorirotta” käveli Ancelikh Kaspisen ja Anni Nykäsen kojulle ja pyysi heidät Finlandia-talolle tarjoamaan mansikoita – Nyt kuvat ”sokeeraavan” makeista mansikoista leviävät maailmalla

    11. Näytä lisää
    Uusimmat
    1. Juuri nyt
    2. Kauneuden takia vanhoja taloja ei tarvitse suojella – kulttuuriperinnön tähden täytyy, sanoo arkkitehti Kaarin Taipale
    3. Kreikkalaiset etsivät rahoitusta antiikin opetuksen pelastamiseksi Helsingin yliopistossa – ”Olisi yllättävää, jos saisimme talous­vaikeuksissa olevasta Kreikasta tukea”
    4. Mies tunkeutui samaan porvoolaisravintolaan kahdesti, varasti kassasta kymppitonnin ja osti rahoilla vaatteita
    5. Ferrarin johto massiiviseen remonttiin – uudella toimitusjohtajalla italialaislähteiden mukaan hyvät suhteet Kimi Räikköseen
    6. Reuters: Venäjän agentiksi epäillyllä Maria Butinalla oli luultua enemmän yhteyksiä USA:n eliittiin
    7. Taksikuskeja kuljettanut minibussi joutui väijytyksen kohteeksi Etelä-Afrikassa – asemiehet tappoivat 11 ihmistä
    8. Tunti sitten
    9. Venäjältä Lappiin levinneet maasto­palot saatiin sammumaan, mutta kansallis­puiston kelopuut jatkavat kytemistä
    10. Rekrytoijien ennakko­luulot voivat vaikeuttaa naisten pääsyä johto­asemiin – Tutkija: ”Standardit ovat erilaiset miehille ja naisille”
    11. Alanis Morissetten keskisormi miehille heiluu korkeammalla kuin koskaan – Porissa esiintyi hyväntuulinen tähti, joka kulki lavalla kuin nurmea leikkaava puistotyöntekijä
    12. Lakimies Michael Cohen oli Donald Trumpille vuosia kuin perheen­jäsen – Nyt välit rakoilevat, ja se saattaa tietää presidentille huonoja uutisia
    13. Näytä lisää