Nu kan fysikere slå kvanteknuder
Ved hjælp af magnetfelter kan forskerne nu få kvantemekaniske objekter til at slå knuder på sig selv. Resultatet kan måske bruges i udviklingen af kvantecomputere.

Har man haft et par høretelefoner liggende i lommen eller i skuffen, ved man, at ledningen nærmest på magisk vis kan slå knuder på sig selv. Nu har fysikere fra fra Aalto Universitet i Finland og Amherst College i USA vist, at knuder også kan dukke op i stof, der adlyder kvantemekanikkens love.

For første gang er det nemlig lykkedes at få kvantestof til at danne knuder. Fysikerne tog udgangspunkt i et såkaldt Bose-Einstein-kondensat i form af en gas af superflydende rubidium-atomer, hvor atomerne så at sige slår sig sammen til ét stort superatom – et fænomen, der kun kan forklares ved hjælp af kvantemekanik.

Fysikerne påvirkede kondensatet med et særligt udformet magnetfelt, som de pludselig ændrede, og i løbet af et halvt millisekund opstod magien: Der opstod mikroskopiske kvanteringe, som sad sammen, omtrent som når en tryllekunstner forbinder to ringe.

Kan måske bruges i kvantecomputere

Kvanteringene kan forstås som en form for stående bølger, for i kvantemekanikkens verden er atomer både partikler og bølger. De minder lidt om bittesmå, diffuse røgringe, der er flettet ind i hinanden.

Sådan forestiller forskerne sig, at kvante-bølgerne filtrer sig ind i hinanden. (Illustration: David Hall)

»I årtier har fysikere forudsagt teoretisk, at det burde være muligt at slå knuder i kvantefelter, men ingen andre har kunnet slå en. Nu, hvor vi har set disse eksotiske bæster, glæder vi os til at studere deres forunderlige egenskaber. Vores opdagelse forbinder vidt forskellige forskningsområder, herunder kosmologi, fusionskraft og kvantecomputere,« siger forskningsleder Mikko Möttönen i en pressemeddelelse fra Aalto Universitet.

På lang sigt kan kvanteknuder måske bruges til opbevaring af information i en kvantecomputer. Det kræver dog, at knuderne kan slås i kvantesystemer, der er mere stabile end Bose-Einstein-kondensater.

Forskernes resultat er beskrevet i en videnskabelig artikel i tidsskriftet Nature Physics.