Вращение Земли повлияло на запутанные фотоны

Ученые Венского университета (Австрия) провели эксперимент, измеряющий влияние вращения Земли на запутанные фотоны. Результаты исследования опубликованы в журнале Science Advances.

В ходе эксперимента был использован кольцевой интерферометр Саньяка, в котором лучи распространяются по одному и тому же оптическому пути в противоположных направлениях, а по возвращении в исходную точку они выходят за пределы кольца и интерферируют друг с другом. Это устройство известно своей высокой чувствительностью к вращению, что делает их подходящими для изучения квантовой запутанности.

В эксперименте был построен гигантский оптоволоконный интерферометр Саньяка, который способен поддерживать низкий уровень шума в течение нескольких часов, что позволило обнаружить достаточное количество пар запутанных фотонов. Это обеспечило точность измерений, превосходящую предыдущие квантово-оптические интерферометры в тысячу раз.

Интерферометр состоял из двухкилометровых оптических волокон, обернутых вокруг квадратной алюминиевой рамы со сторонами 1,4 метра, с эффективной площадью более 700 квадратных метров. Два запутанных фотона, распространявшихся в волокне, вели себя как одна частица, идущая в обоих направлениях одновременно. Они накапливали временную задержку, вдвое большую по сравнению с незапутанными частицами, что известно как сверхразрешение.

Основной проблемой было выделение сигнала устойчивого вращения Земли. Исследователи разделили оптическое волокно на две катушки одинаковой длины и использовали оптический переключатель, чтобы исключить влияние вращения.

Эксперимент подтвердил взаимодействие между вращающимися системами отсчета и квантовой запутанностью с тысячекратным улучшением точности. Это открытие закладывает основу для дальнейших исследований и улучшения чувствительности датчиков, основанных на запутанности.