Найден способ обнаружить темную материю.

Установлен новый рекорд - 15 триллионов атомов были соединены в странное явление, называемое квантовой запутанностью. Открытие может привести к прорыву в создании более точных датчиков для обнаружения пульсаций в пространстве - времени, называемых гравитационными волнами, или даже неуловимой темной материи, которая, как считается, пронизывает всю вселенную.

Квантовая запутанность - феномен, описанный Альбертом Эйнштейном. Процесс примечателен тем, что две или более частиц становятся связанными, и любое действие, совершаемое с одной из них, мгновенно влияет на другие частицы, независимо от того, насколько они удалены друг от друга. Запутанность лежит в основе многих новых технологий, таких как квантовые вычисления и криптография.
Запутанные состояния известны своей хрупкостью - связи могут быть легко нарушены малейшей внутренней вибрацией или помехами извне. Поэтому для проведения экспериментов ученым необходимы низкие температуры: чем ниже температура, тем меньше вероятность того, что атомы столкнутся друг с другом и нарушат когерентность. В новом исследовании ученые из института фотонных наук (Icfo) в Барселоне (Испания) применили противоположный подход, нагревая атомы. Их интересовало, может ли запутывание сохраниться в горячей и хаотичной среде.
Исследователи нагревали небольшую стеклянную трубку, наполненную рубидием и инертным газом - азотом, до 177 градусов по цельсию. При этой температуре горячее облако атомов рубидия приходит в состоянии хаоса, в котором каждую секунду происходят тысячи атомных столкновений. Подобно бильярдным шарам, атомы отскакивают, сообщая друг другу свою энергию и вращение.
Во многих отношениях вращение частицы аналогично вращению планеты, обладающей как угловым моментом, так и магнитным полем - магнитным моментом. Но в мире квантовой механики рушатся классические аналогии. Само понятие, что частицы, такие как протоны или электроны, являются вращающимися твердыми объектами, никак не соответствует квантовому мировоззрению. И когда ученые пытаются измерить вращение частицы, они получают один из двух ответов: вверх или вниз. В квантовой механике нет промежуточных значений.

Но магнитные поля, создаваемые вращением частицы, позволяют ученым измерять вращение множеством уникальных способов. Один из них включает в себя поляризованный свет или электромагнитные волны.
Исследователи луч поляризованного света на трубу с атомами рубидия направили. Спины атомов действуют как крошечные магниты и свет, проходя через газ, взаимодействует с его магнитным полем. Это легкое атомное взаимодействие создает крупномасштабную запутанность между атомами и газом. Когда исследователи измеряли вращение световых волн, которые выходили с другой стороны стеклянной трубки, они могли определить общее вращение газа атомов, которое переносит запутанность на атомы и оставляет их в запутанном состоянии.
Фактически, "Горячая и Грязная" среда внутри стеклянной трубки была ключом к успеху эксперимента. Атомы находились в макроскопическом спиновом синглетном состоянии, передавая свое запутывание друг другу посредством столкновений, меняя вращение, но сохраняя общий спин на нуле, и позволяя состоянию коллективного запутывания сохраняться в течение, по крайней мере, миллисекунды. Например, частица "A" запутывается с частицей "B", но когда частица "B" сталкивается с частицей "C", она связывает себя и частицу "а" с частицей "C" и так далее.
Это "Означает, что 1000 раз в Секунду Запутывается Новая Партия из 15 Триллионов Атомов", - говорят ученые. За одну миллисекунду успевает произойти около 50 случайных столкновений. Это доказывает, что запутанность не разрушается случайными событиями. Вот в чем состоит удивительный результат проделанной работы.
Также открытие позволит разработать сверхчувствительные детекторы магнитного поля, способные измерять магнитные поля более чем в 10 миллиардов раз слабее, чем магнитное поле земли. А значит есть шанс обнаружить и темную материю.