Физики из Австрии, Канады и Австралии наблюдали пару одиночных фотонов с максимальным квантовым числом, достигнутым в существующих сегодня экспериментах по квантовой запутанности. Посвященное этому исследование опубликовано на сайте arXiv.org.
Ученые использовали систему со спиральными фазовыми зеркалами, которые позволяют генерировать фотоны с высокими квантовыми числами. Пары таких частиц ученые запутали, после чего измерили поляризацию одной из них.
Измеренные квантовые числа
Изображение: R. Fickler / G. T. Campbell / B. C. Buchler / P. K. Lam / A. Zeilinger
Максимальное наблюдаемое в эксперименте квантовое число орбитального углового момента оказалось равным 10010 постоянных Планка. Также физики сообщили об измерении меньших квантовых чисел — 500 и 1000 постоянных Планка.
Теоретически закрученный свет позволяет передавать большее количество информации при помощи одного фотона (за счет высокого квантового числа).
Закрученный свет представляет собой электромагнитную волну со спиралевидным фронтом (воображаемая поверхность с колебаниями в одинаковой фазе). В квантовой механике при удалении запутанных частиц друг от друга они сохраняют информацию о своем партнере. Такие частицы нарушают принцип локальности, в котором на состояние объекта оказывает влияние только его близкое окружение.