kvantfysik

100 000 spelare skapade slump åt kvantforskare

Två partiklar kan enligt kvantmekanikens spelregler påverka varandra oavsett avståndet som skiljer dem åt. En mätning på den ena partikeln avgör utfallet av mätningen på den andra, fastän det inte finns någon kommunikation mellan dem. Detta kallas för att deras tillstånd är kvantmekaniskt sammanflätade. Albert Einstein (1879–1955) avfärdade denna ”spöklika avståndsverkan” och menade att fysiken i grunden måste ha något som kallas ”lokal realism”. Lokal för att ljusets hastighet begränsar vilka händelser som kan påverka varandra, och realism för att värdet av en egenskap inte kan vara beroende...

Kryptokatten

Den kinesiska satelliten Micius sveper fram 50 mil ovanför jordytan. Fotoner – enstaka ljuspartiklar – färdas mellan satelliten och mottagare på marken. En i taget, flyktiga och ömtåliga. Samtidigt bär de med kvantfysikens hjälp nyckeln till att koda hemliga meddelanden helt avlyssningssäkert. I slutet av september pratade den kinesiska vetenskapsakademins president med sin motsvarighet i Österrike via ett videosamtal som krypterats med hjälp av satelliten Micius. ”Nu föds kvant-internet”, kungjorde rubriker världen över. Vad det egentligen skulle betyda var det färre som gav sig in på att...

Han bromsar ljuset

Tänk dig en liten höjd med utsikt över en grönskande dal. På höjden står en rad med glasrutor, som fönster utan hus. Tänk dig att ljuset från vyn bromsas in i glaset och bara färdas någon millimeter per år. Det som syns genom rutorna är vad som fanns på andra sidan för länge sedan. De riktigt tjocka fönstren innehåller ljus från tio år av lantlig idyll. Den här tänkta scenen är hämtad från den klassiska science fiction-novellen Light of other days av Bob Shaw, skriven 1966. I berättelsen vill ett olyckligt ungt par köpa en sådan fönsterruta med lagrad utsikt till sitt hem. Novellen handlar i...

Prototype of the core of a trapped ion quantum computer. Credit: Ion Quantum Technology Group, University of Sussex

Kvantdatorn på väg att lämna labbet

Forskningen kring kvantdatorer har fått ett rejält uppsving de senaste åren. Både universitet och storföretag som Google och Microsoft satsar stora pengar på att utveckla tekniken, som lovar långt snabbare beräkningar än med dagens datorer. Men de kvantdatorer som hittills byggts i laboratoriemiljö är små och har mycket begränsad beräkningskapacitet. Det vill en internationell forskargrupp ändra på. I senaste numret av tidskriften Science Advances presenterar de en ritning till en storskalig kvantdator. – Vi har börjat arbeta med en prototyp för att demonstrera tekniken. Den väntas stå klar...

Fysik i plattlandet får Nobelpris

NOBELPRIS 2016: Ett stycke materia har längd, bredd och höjd. Men i tillräckligt tunna skikt, där höjden kan ignoreras, kan oväntade fenomen uppträda. Det handlar om tydliga och mätbara fenomen, som väntas få betydelse inom materialvetenskap och elektronik. Till exempel kan egenskaperna i ett material ändras abrupt, på ett sätt som kan jämföras med när en vätska stelnar eller kokar. Den här typen av förändring kallas för en fasövergång, och i vår vardag brukar vi bara uppleva materia i gasform, flytande eller fast fas. Men när det blir riktigt kallt, nära den absoluta nollpunkten, kan materia...

Kvantfysiken och mystiken

”I den här boken applicerar vi kvantfysikens lagar i våra liv” står det i presentationen av boken Livet med kvantfysiska glasögon . I pratbubblan på bokomslaget säger författarna ”Vi lovar dig som läser boken mirakler därför att vetenskapen faktiskt säger det”. När DN granskade boken förbluffades många av författarnas drastiska påståenden om vad kvantfysiken skulle ha att säga om människolivet, om hälsa och sjukdomar, och om chansen att få en lägenhet. Sådana utsagor har naturligtvis ingenting att göra med den kvantfysik som med matematiska funktioner beskriver partiklar och hur de...

Här begravs kvantfysikens katt

Det kom en pressinbjudan till redaktionen – till en pseudodisputation på Alma Löv-museet i hjärtat av Värmland, om kvantfysik. Efteråt annonserades en performance där Schrödingers katt skulle begravas, tillsammans med idén om parallella världar plus en tärning – symbolen för slumpens roll i fysikens bild av verkligheten. Var det ett skämt? Bengt Gustafsson, professor i astrofysik vid Uppsala universitet, övertygade mig om att det inte var något skämt. Tvärtom – det skulle bli ett djupt och unikt evenemang. Hela disputationen skulle gå till enligt konstens alla regler, och själv satt han i...

Sjungande atomer kan visa vägen

En grupp fysiker i Göteborg lyckades skapa en atom som de kunde prata med via ljudvågor. Det vanligaste sättet att hålla kontakt i atomvärlden är annars med ljus. Ljudvågorna rör sig dock 100 000 gånger långsammare än ljuset och därför kan de lättare manipuleras. Kvantfysikaliska förlopp i atomen går då att följa direkt medan de pågår. Hur lät det? Som en D-ton, fast 20 oktaver över den högsta tangenten på ett piano. – Vi har öppnat en ny dörr till kvantfysikens värld, där vi kan lyssna till och prata med atomer, säger Per Delsing, ledare för forskargruppen. Vår långsiktiga strävan är att...

Kvantkatten avbildad med ljus som saknas

Ett nytt kvantkonststycke utfördes nyligen av forskare vid Institutet för kvantoptik i Wien. De lyckades avbilda en katt, utan att ljuset ens snuddade vid den. Forskarna utnyttjade ett känt kvantfenomen, där ljuspartiklarna, fotonerna, flätas samman. På ett oförklarligt sätt vet då den ena partikeln vad den andra gör. Den mot kvantfysiken skeptiske Albert Einstein avfärdade detta som en spöklik verkan på avstånd, något som den klassiska fysiken förbjuder. Ingenting, alltså ingen information, kan fara snabbare än ljuset så det måste ta tid för två partiklar att hålla reda på varandra. Otaliga...

Nu har bisarra kvanteffekter fått begripliga mått

Schrödingers katt är måhända ett av de mest kända exemplen på hur galen kvantfysiken kan vara. Det var en katt i huvudet på österrikaren Erwin Schrödinger, en av kvantfysikens pionjärer. I sitt tankeexperiment talade Schrödinger om en katt instängd i en låda, som både är levande och död ända tills någon tittar efter. Det är ett extremt exempel på vad kvantfysiken kallar superposition – att atomer kan finnas i två tillstånd samtidigt innan en mätning görs som bryter förtrollningen. I princip ska kvantfysiken styra allt, inte bara den mikroskopiska världen utan även vår vardag. Men så är det ju...

Kvantgas lurar termometern

En grupp fysiker i Tyskland har lyckats skapa gas med en temperatur under den absoluta nollpunkten. Nya exotiska kvantmaterial hägrar, liksom också en möjlig lösning på en kosmologisk gåta om vad den mörka energin som töjer ut hela universum är för något. Gasen kan även kopplas till andra bisarra företeelser, som negativt tryck eller maskiner som har en effektivitet på över 100 procent. Negativ temperatur låter som en paradox, eftersom noll Kelvin (– 273,15 grader Celsius) normalt ses som den lägsta möjliga temperaturen. Hur kan då temperaturen falla under absoluta nollpunkten? Paradoxen...

Dyrt att skapa guld ur ingenting

Fråga: Om man lyckas skapa antimateria av ett visst ämne, till exempel guld, och sammanför det med vanligt guld så upphäver ju ämnena varandra.

Spanska forskare spränger Heisenbergs gräns för det möjliga

Heisenbergs obestämbarhetsprincip är en av kvantfysikens hörnstenar. Den beskriver ett slags principiell suddighet på kvantnivå och sätter gränsen för hur precisa mätningar som kan göras. Om till exempel en partikels läge bestäms exakt vid en viss tidpunkt blir dess rörelsemängd i stället obestämd. Principen gäller dock enbart enskilda partiklar. Men nu har en spansk forskargrupp lyckats öka noggrannheten i mätningarna förbi Heisenbergs principiella gräns genom att låta partiklar växelverka med varandra. Mätningarna gjordes på en klump ultrakalla rubidiumatomer. En finstämd laserstråle fick...

Tidsresa kanske möjlig

Att tiden kan slå knut på sig själv är en något oväntad konsekvens av Einsteins allmänna relativitetsteori.

Sök på sajten