Wetenschappers hebben een nieuw mechanisme ontdekt dat betrokken is bij het creëren van gepaarde lichtdeeltjes, die een aanzienlijke impact kunnen hebben op de studie van de kwantumfysica.

Onderzoekers van de Universiteit van East Anglia (UEA) hebben aangetoond dat wanneer fotonen - de fundamentele lichtdeeltjes - in paren worden gecreëerd, ze kunnen uit verschillende, in plaats van hetzelfde, plaats.

Het baanbrekende onderzoek kan belangrijke implicaties hebben voor de kwantumfysica, de theoretische basis van de moderne natuurkunde. Tot nu, de algemene veronderstelling was dat dergelijke fotonparen noodzakelijkerwijs afkomstig zijn van enkele punten in de ruimte.

Kwantumverstrengeling - wanneer deeltjes zo nauw met elkaar verbonden zijn dat wat de een rechtstreeks beïnvloedt, de ander beïnvloedt - wordt in laboratoria veel gebruikt in tal van processen, van kwantumcryptografie tot kwantumteleportatie.

Het UEA-team bestudeerde een proces dat spontane parametrische down-conversie (SPDC) wordt genoemd, waarbij fotonenbundels door een kristal worden gestuurd om verstrengelde fotonenparen te genereren.

Prof David Andrews van de UEA's School of Chemistry zei:"Als de opkomende paren de energie van de input gelijkelijk delen, dit staat bekend als gedegenereerde neerwaartse conversie, of DDC.

"Tot nu, er is aangenomen dat dergelijke gepaarde fotonen van dezelfde locatie komen. Nutsvoorzieningen, de identificatie van een nieuw gedelokaliseerd mechanisme laat zien dat elk fotonenpaar kan worden uitgezonden vanuit ruimtelijk gescheiden punten, het introduceren van een nieuwe positionele onzekerheid van een fundamentele kwantumoorsprong."

De verstrengeling van de kwantumtoestanden in elk paar heeft belangrijke toepassingen in kwantumcomputing - theoretische rekensystemen die mogelijk big data-problemen met ongelooflijke snelheden kunnen verwerken - evenals andere gebieden van de kwantumfysica.

De bevindingen zijn ook significant omdat ze grenzen stellen aan de ruimtelijke resolutie. Professor Andrews zei:"Alles heeft een zekere kwantum 'fuzziness', en fotonen zijn niet de harde kleine lichtkogels die in de volksmond worden gedacht."

De studie 'Niet-gelokaliseerde generatie van gecorreleerde fotonparen in gedegenereerde neerwaartse conversie' door Kayn A. Forbes, Jack S. Ford, en David L. Andrews is gepubliceerd in het tijdschrift Fysieke beoordelingsbrieven .