Wenen (A) – Oostenrijkse wetenschappers hebben aangetoond dat fotonen verstrengeld blijven in de atmosfeer over een afstand van 600 meter.


Onderzoekers van de universiteit van Wenen hebben aangetoond dat zogenaamde tweelingfotonen op een afstand van 600 meter nog steeds verstrengeld (entangled) zijn. Het bewijst dat de kwantumeigenschappen van licht ook na een flinke reis door het luchtruim behouden blijven. Binnenkort volgt een publicatie in Science.
Verstrengeling is een van de wonderlijkste fenomen in de kwantumwereld. Twee verstrengelde deeltjes hebben invloed op elkaar ongeacht de afstand tussen die deeltjes. Zodra de eigenschap van het ene deeltje bepaald wordt ligt de eigenschap van het andere deeltje onmiddellijk vast. Volgens Einstein kon dit niet waar zijn, want het zou betekenen dat een vorm van informatie-overdracht tussen de deeltjes mogelijk is met snelheden hoger dan de lichtsnelheid. Einstein zat er echter naast. In de jaren tachtig werd verstrengeling voor het eerst aangetoond met fotonen, dat wil zeggen licht.
Meestal kijken onderzoekers bij verstrengelingsexperimenten naar de polarisatierichting van het licht. Eerst splitst een niet-lineair optisch kristal een moederfoton in twee├źn. De Weense onderzoekers splitsten een foton met een golflengte van 405 nanometer in twee fotonen met een golflengte van 810 nanometer. Deze tweelingfotonen zijn met elkaar verstrengeld wat betreft geboortetijd, spectrum, spin en polarisatie. Detectie van bijvoorbeeld de polarisatierichting van het ene foton legt vast wat de polarisatierichting van het andere foton is.

De onderzoekers schoten het ene foton naar een op 150 meter afstand gelegen telescoop. Het andere foton werd naar een telescoop op 500 meter afstand aan de overzijde van de Donau gestuurd. De afstand tussen de telescopen bedroeg 600 meter. Na correctie voor het afstandsverschil en detectie van de polarisatie van de fotonen bleek dat ze nog steeds verstrengeld waren.
Het vorige record voor verstrengeling van fotonen door de lucht bedroeg slechts enkele meters. De experimenten worden vaak 's nachts uitgevoerd omdat je overdag last hebt van zonlicht. In glasvezelkabels, waar je veel minder last hebt van verstoring van de fotonen door achtergrondstraling, is het kwantumfenomeen echter al aangetoond bij zo'n 100 kilometer.
Verstrengelde deeltjes vormen een basisingredi├źnt voor de kwantumcomputer. Het behouden van verstrengeling over grote afstanden is bovendien belangrijk voor kwantumcryptografie, het met kwantumeffecten beveiligen van boodschappen.

Marcel Crok