1139
Квантова заплутаність — явище, яке зазвичай асоціюється з окремими атомами й частинками, — уперше переконливо зафіксована у кристалі розміром із сантиметр, який можна тримати в долоні. За характерний масштаб дослідники жартома прозвали зразок «мурашником Шредінгера». Роботу опубліковано в Nature Physics.
Кристал належить до класу так званих дивних металів і складається з церію, паладію та кремнію. Дивні метали цікаві тим, що їхні електрони поводяться не як незалежні частинки, а колективно, порушуючи звичні закони провідності. Команда під керівництвом професорки Зільке Бюлер-Пашен з Віденського технічного університету припустила, що причиною цієї незвичної поведінки може бути масштабна квантова заплутаність усередині матеріалу.
Щоб перевірити це, дослідники застосували метод квантової інформації Фішера. Вони спрямовували пучки нейтронів на кристал в Інституті Лауе — Ланжевена у французькому Греноблі й аналізували характер розсіяння. Отриманий відгук неможливо пояснити, якщо вважати частинки незалежними одна від одної: аналіз показав, що в матеріалі спільно діють групи щонайменше з дев’яти квантово заплутаних об’єктів. Теоретичну основу експерименту заклали фізики, зокрема Петер Цоллер з Інсбрука та Факер Ассаад з Вюрцбурга, а вимірювання проводив аспірант Федеріко Мацца.
Особливість результату в тому, що заплутаність зазвичай надзвичайно крихка й руйнується від найменшої взаємодії з довкіллям, тому її спостерігають лише в мікроскопічних, ретельно ізольованих системах. Виявити її в об’єкті сантиметрового розміру, за звичайних умов, означає, що квантові ефекти можуть проявлятися й на масштабах повсякденного світу.
Значення відкриття подвійне. З фундаментального боку воно може пояснити загадкову поведінку дивних металів і високотемпературних надпровідників, механізм яких досі лишається нерозгаданим. З практичного — макроскопічні системи з керованою квантовою заплутаністю відкривають шлях до наднадійних квантових сенсорів і нових квантових технологій, де великий розмір робочого зразка є перевагою, а не перешкодою.
