SpravodajstvoVeda a výskumVesmír

Uplatnenie kvantových princípov v astronómii: Zmenia spôsob, akým sa pozeráme na vesmír?

V novej štúdii sa hovorí o kvantových princípoch, ktoré by mohli po uplatnení v astronómii viesť k úžasným novým objavom.

Odbor astronómie prešiel v posledných rokoch niekoľkými výraznými revolúciami. Vedci pokročili v objavovaní planét mimo našej sústavy, začali zaznamenávať gravitačné vlny a zachytili fotografie prvých supermasívnych čiernych dier, píše portál Science Alert.

To ale ani zďaleka nie je všetko, ako naznačuje štúdia, ktorá vznikla v spolupráci austrálskych a singapurských vedcov. Podľa tejto práce dokážu pokroky v oblasti interferometrie zmeniť spôsob, akým sa pozeráme na vesmír. Interferometria je technika pozorovania, ktorá sa bežne spolieha na elektromagnetické vlny. Využívajú ju nielen v astronómii, ale aj v seizmológii, spektroskopii, metrológii a mnohých ďalších vedných odvetviach.

Odoberajte Vosveteit.sk cez Telegram a prihláste sa k odberu správ

V astronómii sa interferometria zaoberá spájaním svetla z viacerých teleskopov tak, aby mohol vzniknúť obraz objektu, ktorý by sa inak získať nemohol.

Špeciálny druh interferometrie – VLBI (pozn. redakcie: Very-Long Baseline Interferometry) sa používa na pozorovanie astronomických objektov, ako sú napríklad kvazary a pokroky v tejto metóde by vedcom mohli umožniť prenášať kvantové informácie bez strát. V praxi to znamená, že správne implementovanie tejto techniky by vedcom umožnilo nahliadnuť do vlnových dĺžok, ktoré boli doteraz nedostupné. Inštrumentom budúcej generácie by umožnili študovať čierne diery, exoplanéty, Slnečnú sústavu a vzdialené hviezdy do oveľa väčšej hĺbky.

Technika VLBI za posledné roky priniesla najdetailnejšie zábery hviezd obiehajúcich okolo centrálnej čiernej diery v Mliečnej dráhe – Supermasívnej čiernej diery Sagittarius A*. Vďaka technike VLBI dokázali vedci z projektu Event Horizon Telescope vytvoriť prvý záber na čiernu dieru v galaxii M87 a aj na čiernu dieru v srdci Mliečnej dráhy.

Nová dimenzia vesmíru

Klasická interferometria ale čelí niekoľkým fyzikálnym prekážkam. Vedci stále čelia strate informácií, šumu a faktu, že pozorované svetlo vykazuje vlastnosti kvantovej fyziky. Ak by sa im podarilo tieto obmedzenia prekonať, otvorili by dvere do úplne nového spôsobu, akým vnímať vesmír okolo nás. Obmedzenia, ktorým interferometria čelí, by sa dali obísť aplikovaním techník kvantovej komunikácie. V tomto prípade ide o použitie dvoch pulzov svetla, ktoré by prenášali optickú informáciu medzi dvoma uplatniteľnými kvantovými štádiami.

Proces otvárajúci dvere interferometrii novej generácie by fungoval na princípe koherentného spájania svetla do stavov, ktoré nevyžarujú radiáciu. Následne by sa toto svetlo spojilo s technikou QEC (pozn. redakcie: Quantum Error Correction). Tá vo svete kvantových výpočtových technológií chráni kvantovú informáciu pred chybami, ktoré sú spôsobené nejasnosťou alebo kvantovým šumom. Proces QEC by ale mohol zmeniť aj odbor interferometrie.

„QEC je rapídne sa vyvíjajúca technika, ktorú využívame hlavne na vybudovanie väčších kvantových výpočtových zariadení. V interferometrii by sme ju mohli využiť na to aby sme získali zo svetla presne tú informáciu, ktorú potrebujeme, zatiaľ čo potlačíme neželaný šum,“ vysvetľuje Zixin Huang, jeden z autorov štúdie.

Táto technika by vedcom umožnila vytvoriť obrazy malých planét obiehajúcich okolo vzdialených hviezd. Vedci predpokladajú, že viac informácií by dokázali získať aj z čiernych dier, hlavne ich akrečného disku a horizontu udalostí. Takýto pokrok v interferometrii by vedcom umožnil zachytiť detaily, ktoré dnes nedokáže zachytiť žiadna vedecká misia.

Prihláste sa k odberu správ z Vosveteit.sk cez Google správy
Tagy
Zobraziť komentáre
Close
Close