Forskare har utnyttjat kvantintrassling för att koppla samman atomer över rum, och uppnått oöverträffad noggrannhet vid mätning av fysikaliska storheter. Genom att separera intrasslade atommoln förbättrade teamet detekteringen av elektromagnetiska fält. Detta genombrott kan förfina aturklockor och gravitationssensorer.
Ett samarbete mellan forskare vid University of Basel och Laboratoire Kastler Brossel i Paris har demonstrerat en ny användning av kvantintrassling för förbättrade precisionmätningar. Intrassling, ett kvantfenomen där partiklar förblir sammankopplade trots separation, trotsar klassisk fysik och belystes i 2022 års Nobelpris för att bekräfta Einstein-Podolsky-Rosen-paradoxen. Ledda av Prof. Dr. Philipp Treutlein och Prof. Dr. Alice Sinatra intrasslade forskarna spinnen hos ultrakalla atomer – små magnetliknande egenskaper – och delade upp dem i upp till tre distinkta moln. Detta möjliggjorde mätningar av varierande elektromagnetiska fält med minskad kvantosäkerhet och avbokning av vanliga störningar. «Vi har nu utökat detta koncept genom att distribuera atomerna i upp till tre rumsligt separerade moln», noterade Treutlein, byggande på hans grupps arbete från för cirka 15 år sedan när de först intrasslade atomer på en enda plats. Postdoc Yifan Li framhöll innovationen: «Hittills har ingen utfört en sådan kvantmätning med rumsligt separerade intrasslade atommoln, och det teoretiska ramverket för sådana mätningar var också oklart.» Metoden börjar med att intrassla spinn i ett moln innan det delas, vilket möjliggör högprecisionsfältkartläggning med få mätningar. PhD-studenten Lex Joosten förklarade potentiella tillämpningar: «Våra mätprotokoll kan direkt tillämpas på befintliga precisioninstrument som optiska gitterklockor,» där atomer i lasergitter fungerar som ultranoggranna tidvakter. Det kunde också förbättra atominterferometrar i gravimetrar, som detekterar subtila gravitationsvariationer. Publicerad i Science (2026, vol. 391, issue 6783, s. 374), studien av Yifan Li, Lex Joosten, Youcef Baamara, Paolo Colciaghi, Alice Sinatra, Philipp Treutlein och Tilman Zibold framskrider kvantmetrologin, ett etablerat fält som utnyttjar kvanteffekter för bättre detektering.