Начальная скорость квантовой запутанности была зафиксирована в аттосекундах.

Явление, при котором две или более частицы остаются настолько взаимосвязанными, что математическое описание одной невозможно без учета параметров другой, даже если они находятся на значительном расстоянии друг от друга, называется квантовой запутанностью. 
Считается, что процесс запутывания частиц происходит мгновенно, так быстро, что его едва ли можно осознать, не говоря уже о том, чтобы измерить.

Тем не менее, международная исследовательская группа из Венского технического университета (Австрия) сделала шаг к пониманию того, как именно начинается квантовая запутанность. Команда, возглавляемая Йоахимом Бургдёрфером (Joachim Burgdörfer) и Ивой Бржезиновой (Iva Březinová), разработала новые теоретические модели и, решив уравнение Шредингера для атома гелия, использовала компьютерное моделирование, чтобы подвергнуть атомы воздействию экстремально интенсивного и высокочастотного лазерного импульса.

В результате физики достигли состояния, при котором один электрон вырывался из атома и уносился, в то время как второй изменял свою орбиту вокруг ядра и мог переходить в другое энергетическое состояние. Это позволило исследователям продемонстрировать, что два электрона становились квантово запутанными: измеряя один, они получали информацию о состоянии другого.

«Это означает, что момент вылета электрона принципиально неопределен. Можно сказать, что сам электрон не знает, когда покинул атом, и находится в состоянии суперпозиции, то есть покидает атом как в более ранний, так и в более поздний момент времени», — объяснили авторы научной работы.

Напомним, электроны в атоме движутся вокруг ядра по орбиталям: те, что расположены дальше от ядра, обладают большей энергией, а те, что находятся ближе, — меньшей.

Хотя невозможно точно определить время вылета первого электрона, оно связано с состоянием второго: если оставшийся электрон обладает более высокой энергией, то первый, вероятно, покинул атом раньше. Если же второй электрон имеет меньшую энергию, то первый ушел позже, с разницей примерно в 232 аттосекунды (для получения одной аттосекунды необходимо разделить секунду на миллион трижды подряд).

Таким образом, результаты исследования, представленного в журнале Physical Review Letters, показали, что для полного понимания квантовых эффектов недостаточно считать их мгновенными, поскольку важные корреляции проявляются только на аттосекундных масштабах времени. Однако в будущем эти процессы можно будет моделировать, вычислять и даже измерять экспериментально.

Статья уже привлекла внимание научного сообщества, и ее авторы сотрудничают с исследовательскими группами, стремящимися экспериментально подтвердить выводы, описанные в работе — но пока такого подтверждения не существует. В любом случае ученые постепенно обретают более глубокое понимание ранее недоступных (из-за технологических ограничений) фундаментальных процессов квантовой механики и приближаются к разработке инновационных квантовых технологий.