Imágenes de fotograma completo que registran la violación de una desigualdad de Bell en cuatro imágenes. (A) Se presentan las cuatro imágenes de recuento de coincidencia, que corresponden a imágenes del círculo de fase adquiridas con los cuatro filtros de fase con diferentes orientaciones, θ2 ={0 °, 45 °, 90 °, 135 °}, necesario para realizar la prueba de Bell. Barras de escala, 1 mm (en el plano del objeto). (B a E) Se presentan los gráficos de recuentos de coincidencia en función del ángulo de orientación θ1 del paso de fase a lo largo del objeto. Como se muestra, Estos resultados se obtienen desplegando las ROI representadas como anillos rojos y se extraen de las imágenes presentadas en (A). Los puntos azules en los gráficos son los recuentos de coincidencias por región angular dentro de las ROI, y las curvas rojas corresponden a los mejores ajustes de los datos experimentales mediante una función de coseno cuadrado. (B) a (E) corresponden a las orientaciones del filtro de fase θ2 de 0 °, 45 °, 90 °, y 135 °, respectivamente. Crédito: Avances de la ciencia (2019). DOI:10.1126 / sciadv.aaw2563
Por primera vez, Los físicos han logrado tomar una foto de una forma fuerte de entrelazamiento cuántico llamado entrelazamiento de Bell, capturando evidencia visual de un fenómeno elusivo que un desconcertado Albert Einstein una vez llamó "acción espeluznante a distancia".
Dos partículas que interactúan entre sí, como dos fotones que atraviesan un divisor de haz, por ejemplo, a veces puede permanecer conectado, compartiendo instantáneamente sus estados físicos por grande que sea la distancia que los separa. Esta conexión se conoce como entrelazamiento cuántico, y sustenta el campo de la mecánica cuántica.
Einstein pensó que la mecánica cuántica era 'espeluznante' debido a la instantánea de la aparente interacción remota entre dos partículas entrelazadas, que parecía incompatible con elementos de su teoría especial de la relatividad.
Más tarde, Sir John Bell formalizó este concepto de interacción no local describiendo una fuerte forma de entrelazamiento que exhibe este fantasma. Hoy dia, mientras que el entrelazamiento de Bell se aprovecha en aplicaciones prácticas como la computación cuántica y la criptografía, nunca se ha capturado en una sola imagen.
En un artículo publicado hoy en la revista Avances de la ciencia , un equipo de físicos de la Universidad de Glasgow describe cómo han hecho visible el fantasma de Einstein en una imagen por primera vez.
Diseñaron un sistema que dispara una corriente de fotones entrelazados desde una fuente cuántica de luz a 'objetos no convencionales', que se muestran en materiales de cristales líquidos que cambian la fase de los fotones a medida que pasan.
Instalaron una cámara súper sensible capaz de detectar fotones individuales que solo tomarían una imagen cuando detectaran tanto un fotón como su 'gemelo' entrelazado. creando un registro visible del entrelazamiento de los fotones.
Configuración de imágenes para realizar una prueba de desigualdad de Bell en imágenes. Un cristal BBO bombeado por un láser ultravioleta se utiliza como fuente de pares de fotones entrelazados. Los dos fotones se separan en un divisor de haz (BS). Una cámara intensificada activada por un SPAD se utiliza para adquirir imágenes fantasma de un objeto de fase colocado en la trayectoria del primer fotón y filtrado no localmente por cuatro filtros espaciales diferentes que se pueden mostrar en un SLM (SLM 2) colocado en el otro brazo. Al ser activado por el SPAD, la cámara adquiere imágenes coincidentes que se pueden utilizar para realizar una prueba de Bell. Crédito: Avances de la ciencia (2019). DOI:10.1126 / sciadv.aaw2563
El Dr. Paul-Antoine Moreau de la Facultad de Física y Astronomía de la Universidad de Glasgow es el autor principal del artículo. El Dr. Moreau dijo:"La imagen que logramos capturar es una elegante demostración de una propiedad fundamental de la naturaleza, visto por primera vez en forma de imagen.
"Es un resultado emocionante que podría usarse para avanzar en el campo emergente de la computación cuántica y conducir a nuevos tipos de imágenes".
El papel, titulado 'Imaging Bell-type non-local behavior', se publica en Avances de la ciencia .
