Kwantowa peleryna niewidka ukrywa obiekty przed rzeczywistością

Peleryny-niewidki są w dzisiejszych czasach modne. W ciągu ostatnich kilku lat ten blog śledził różne próby opracowania pelerynek-niewidek na trzęsienia ziemi, akustykę i dla różnych części widma elektromagnetycznego. W ciągu ostatnich kilku dni widzieliśmy pojawienie się nowej generacji płaszczy, które mogą ukrywać duże przedmioty codziennego użytku w całym spektrum optycznym.

Dziś Jeng Yi Lee i Ray-Kuang Lee z Narodowego Uniwersytetu Tsing-Hua na Tajwanie doprowadzają ideę maskowania do granic możliwości. Ci faceci opracowali, jak zbudować kwantowe peleryny-niewidki. Są to peleryny, które osłaniają obiekty przed kwantowymi właściwościami świata zewnętrznego. To nie tyle peleryna-niewidka, co peleryna rzeczywistości.

Pomysł jest w istocie prosty. Zwykłe peleryny-niewidki działają, kierując światło wokół obszaru przestrzeni, aby wyglądało, jakby go tam nie było. Podejście matematyczne, które to opisuje, nazywa się optyką transformacyjną. Zaczyna się od równania Maxwella, które rządzi zachowaniem światła podczas przechodzenia przez przestrzeń.

Jednym ze sposobów myślenia o świetle jest pole w przestrzeni. W optyce transformacyjnej pole to można rozciągać i ściskać jak arkusz gumy, gdy przechodzi przez niektóre rodzaje materiałów. Celem jest zaprojektowanie tego materiału tak, aby rozciągał arkusz wokół obszarów przestrzeni, czyniąc je niewidocznymi.

Podejście opracowane przez Jenga Yi i Ray-Kuanga jest matematycznie identyczne z tym. Ale zamiast zaczynać od równań Maxwella, zaczynają od równania Schrodingera, które rządzi prawdopodobieństwem obecności obiektu w obszarze przestrzeni.

Ich pomysł polega na traktowaniu tego pola prawdopodobieństwa jak arkusza gumy, który można rozciągać i ściskać. Tak więc celem projektowania kwantowej peleryny niewidki jest rozciągnięcie tego arkusza wokół obszaru przestrzeni tak, aby prawdopodobieństwo istnienia w nim było zerowe. W efekcie projektują płaszcz, który chroni jego zawartość przed rzeczywistością.

Jest tu kilka ważnych zastrzeżeń. Po pierwsze, tarcza byłaby zaprojektowana tak, aby chronić przed szczególną postacią równania Schrodingera, być może kojarzoną na przykład z elektronami. To ochroniłoby obszar przestrzeni przed właściwościami kwantowymi pobliskich elektronów, ale niekoniecznie przed innymi rzeczami.

Więc taki płaszcz zapewniłby ochronę przed niektórymi aspektami rzeczywistości, a nie przed wszystkimi. Stworzenie szerokopasmowej peleryny rzeczywistości, która ukrywałaby się przed wieloma obiektami kwantowymi jednocześnie, byłoby prawdopodobnie znacznie większym wyzwaniem, jeśli w ogóle jest to możliwe.

Innym ważnym punktem jest to, że ten artykuł jest całkowicie teoretyczny. Jeng Yi i Ray-Kuang przedstawiają teoretyczne podejście do nanopowłoki, która zasłania obszar przestrzeni przed skutkami pobliskiej materii. Takie podejście pokazuje, że pomysł jest możliwy w nanoskali, przynajmniej w zasadzie.

Dużym wyzwaniem będzie oczywiście znalezienie sposobów na rzeczywiste wdrożenie tej techniki. Wymaga to imponującej inżynierii, ale Jeng Yi i Ray-Kuang twierdzą, że powinno to być możliwe przy użyciu dzisiejszych technologii półprzewodnikowych.

Pomysł polegałby więc na stworzeniu wydrążonej nanocząstki, być może z krzemu, która osłaniałaby jej zawartość przed przechodzącymi w pobliżu elektronami. To może być przydatne na przykład do przechowywania lub przetwarzania informacji kwantowych.

To ciekawy pomysł, który może stymulować zupełnie nowe podejście do ekranowania. Jeśli brzmi to trochę zbyt daleko, warto pamiętać o skali czasu, w której pojawiły się konwencjonalne peleryny-niewidki. O oryginalny artykuł teoretyczny proponujący pomysł ukazał się 25 maja 2003 r., a artykuł opisujący pierwszy płaszcz roboczy ukazał się 19 października tego samego roku.

Jeśli rozwój kwantowych pelerynek-niewidek jest podobny, możemy zobaczyć, jak działa przed końcem roku.

Nr ref.: arxiv.org/abs/1306.2120 : Ukryj wewnętrzny obszar nanocząstek rdzeń-powłoka za pomocą kwantowych niewidzialnych płaszczy

ukryć