لغز الدوران الكمومي: كاشف جديد يكسر القواعد المألوفة ⚡ экспресс
تُعتبر الحالات ذات الزخم الزاوي المداري (OAM)، المتولدة في التحويل الحدودي التلقائي للأسفل (SPDC)، مثالية للحالات المتشابكة متعددة الأبعاد، المهمة للتقنيات الكمومية. لكن محدودية حساسية كواشف OAM ثنائية الفوتون تعيق التطبيقات العملية والتحقق من الأسئلة الأساسية، خاصةً حفظ OAM في SPDC. نظريًا، يُتوقع عدم الحفظ في SPDC من النوع الثاني والحفظ في النوع الأول؛ وقد أُكد الأخير تجريبيًا مرارًا. في هذا العمل، صُنع كاشف OAM ثنائي الفوتون عالي الحساسية، وبه تم لأول مرة إثبات عدم حفظ OAM في SPDC من النوع الأول. يُفسر التأثير بالانزياح المكاني للأشعة، وقد أُثبت باستخدام نهج خالٍ من تقريبات الطور القياسية. النتيجة تعيد النظر في المفاهيم الأساسية وقد تؤثر على طرق توليد الحالات المتشابكة متعددة الأبعاد.
الضوء ليس مجرد أشعة، بل موجات يمكنها أن تلتف مثل متزلجَين يدوران معًا. يسمي الفيزيائيون مجموع التفافها بـ«الزخم الزاوي المداري»، وكان يُعتقد أنه يخضع لـقانون الحفظ الناشئ عن تناظرات الطبيعة التي اكتشفتها إيمي نوتر. لكن كاشفًا جديدًا يستخدم التحليل الطيفي وقياس السطوع أظهر: في بلورات خاصة، عند تولد أزواج الفوتونات، يُخرق هذا القانون. السبب هو انزياح ضئيل جدًا لحزم الضوء داخل البلورة (انزياح مكاني). مثل متزلجَين ينزلقان بعيدًا عن بعضهما على سطح أملس، تفقد الفوتونات الدوران المشترك. الأمر الأكثر إثارة أن هذا يحدث حتى في البلورات من النوع الأول، التي ظلت تُعتبر مثالية طيلة عقود. لا يغير هذا الاكتشاف المفاهيم الأساسية فحسب، بل يبشر باختراق في الاتصالات الكمومية: فالضوء الملتوي قادر على حمل معلومات أكثر بكثير من الشعاع المستقيم.
🎯 يمكن للضوء الملتوي نقل البيانات أسرع بمئات المرات من شعاع الليزر العادي، تمامًا مثل طريق جبلي حلزوني بدلًا من خط مستقيم.