Naučnici sa Kjušu univerziteta u Japanu ostvarili su značajan proboj u kvantnoj fizici, otkrivši da kvantno preplitanje (enteglement) – jedan od najzagonetnijih fenomena prirode – poštuje univerzalne zakone u bilo kojoj dimenziji. Ovaj prodor, objavljen 28. avgusta 2025. godine, predstavlja veliki korak napred u našem razumevanju fundamentalnih zakona univerzuma. Šta je to kvantno preplitanje?
Zamislite da imate par čarobnih kockica. Kad god bacite jednu i dobijete broj 6, druga kockica će istovremeno pokazati broj 1 – bez obzira na to koliko su daleko jedna od druge. Tako funkcioniše kvantno preplitanje, samo što se dešava na nivou najmanjih čestica u prirodi.
Za razliku od našeg svakodnevnog iskustva gde udaljeni predmeti deluju nezavisno, kvantne čestice mogu ostati povezane čak i na ogromnim udaljenostima. Ova veza nije klasična komunikacija – čestice ne šalju signale jedna drugoj. One su jednostavno deo iste kvantne realnosti, kao dve strane istog novčića.
Tim predvođen vanrednim profesorom Juja Kusukijem koristio je naprednu matematičku tehniku zvanu termalna efektivna teorija da prouči kako se kvantno preplitanje ponaša u sistemima različitih dimenzija. Dosadašnja istraživanja uglavnom su se fokusirala na jednostavne, jednodimenzionalne modele, dok je proučavanje višedimenzionalnih sistema bilo kudikamo složenije. Njihovo ključno otkriće je da se složenost kvantnog preplitanja može opisati pomoću samo nekoliko univerzalnih parametara, bez obzira na to da li se radi o dvodimenzionalnom, trodimenzionalnom ili bilo kojem višedimenzionalnom sistemu.
Ovo saznanje ima dalekosežne posledice za nekoliko oblasti:
Kvantne tehnologije – Bolje razumevanje preplitanja može ubrzati usavršavanje kvantnih kompjutera i kvantnih komunikacionih sistema koji će biti daleko moćniji od današnjih.
Simulacije kompleksnih sistema – Novi uvidi mogu poboljšati naše sposobnosti da simuliramo složene kvantne sisteme, što je ključno za razvoj novih materijala i tehnologija.
Razumevanje crnih rupa – Kvantno preplitanje igra važnu ulogu u teorijama o tome šta se dešava sa informacijama koje upadaju u crne rupe, jedan od najvećih problema moderne fizike.
Kvantna gravitacija – Ovi rezultati mogu pomoći fizičarima da konačno ujedine kvantnu mehaniku sa Ajnštajnovom teorijom relativnosti.
„Teorijski uvidi stečeni ovim istraživanjem mogu dovesti do poboljšanja u metodama numeričke simulacije za višedimenzionalne kvantne sisteme i doprineti kvantno-informacionom razumevanju kvantne gravitacije”, objašnjava profesor Kusuki. „Ovi razvoji obećavaju široke i uticajne buduće primene.” Istraživanje predstavlja prvi put da se termalna efektivna teorija, moćan alat iz fizike čestica, primeni na proučavanje kvantnih informacija. Ovaj interdisciplinarni pristup otvara potpuno nove puteve za istraživanje i jača veze između različitih grana fizike.
Dok naučnici nastavljaju da razotkrivaju tajne kvantnog preplitanja, postajemo sve bliži revoluciji u tehnologiji. Kvantni kompjuteri mogli bi jednog dana da reše probleme koji su danas nemogući, kvantna kriptografija može učiniti naše komunikacije apsolutno bezbednim, a novo razumevanje fundamentalnih zakona prirode otkriti potpuno neočekivane mogućnosti. Ovo istraživanje podseća da, uprkos tome što kvantna fizika može delovati apstraktno i daleko od našeg svakodnevnog života, ona drži ključeve za razumevanje najdubljih tajni univerzuma – i za oblikovanje naše tehnološke budućnosti.
(Astronomski magazin)
