Trong những năm 1930, nhà vật lý lý thuyết đáng kính Albert Einstein đã trở lại lĩnh vực cơ học lượng tử, mà lý thuyết tương đối của ông đã giúp tạo ra. Hy vọng sẽ phát triển một lý thuyết đầy đủ hơn về cách thức hoạt động của các hạt, Einstein thay vào đó kinh hoàng trước viễn cảnh vướng víu lượng tử - thứ mà ông mô tả là hành động ma quái ở khoảng cách xa.
Bất chấp những hiểu lầm của Einstein, sự vướng víu lượng tử đã trở thành một phần được chấp nhận của cơ học lượng tử. Và bây giờ, lần đầu tiên, một nhóm các nhà vật lý từ Đại học Glasgow đã chụp một hình ảnh của một dạng vướng víu lượng tử (hay còn gọi là vướng víu Bell) tại nơi làm việc. Khi làm như vậy, họ đã xoay sở để thu được mảnh bằng chứng hình ảnh đầu tiên về một hiện tượng gây trở ngại cho chính Einstein.
Bài báo mô tả những phát hiện của họ, có tiêu đề hành vi phi tiêu điểm kiểu hình ảnh của Bell, gần đây đã xuất hiện trên tạp chí Tiến bộ khoa học. Nghiên cứu được dẫn dắt bởi Tiến sĩ Paul-Antoine Moreau, thành viên ban đầu của Leverhulme tại Đại học Glasgow, và bao gồm nhiều nhà nghiên cứu từ Trường Vật lý & Thiên văn học Glasgow Glasgow.
Sự vướng víu lượng tử mô tả hiện tượng hai hạt tương tác với nhau có thể vẫn được kết nối, chia sẻ tức thời trạng thái vật lý của chúng cho dù chúng cách nhau bao xa. Mối liên hệ này là cốt lõi của cơ học lượng tử, mặc dù nó vi phạm khái niệm của chủ nghĩa hiện thực địa phương và nhiều yếu tố của Thuyết tương đối đặc biệt.
Đến năm 1964, Sir John Bell đã mở rộng công việc của các nhà lý thuyết trước đây bằng cách chính thức hóa khái niệm tương tác không nhắm mục tiêu và mô tả một hình thức vướng víu mạnh mẽ. Điều này sẽ được gọi là vướng víu Bell, một khái niệm đang được khai thác cho nhiều ứng dụng khoa học - như điện toán lượng tử và mật mã học.
Tuy nhiên, cho đến nay, nó không bao giờ được chụp trong một hình ảnh duy nhất. Như Tiến sĩ Moreau đã nói trong một thông cáo báo chí của Đại học Glasgow:
Hình ảnh mà chúng tôi quản lý để chụp là một minh chứng thanh lịch cho một tính chất cơ bản của tự nhiên, lần đầu tiên được nhìn thấy dưới dạng hình ảnh. Nó có một kết quả thú vị có thể được sử dụng để thúc đẩy lĩnh vực điện toán lượng tử mới nổi và dẫn đến các loại hình ảnh mới.
Vì mục đích nghiên cứu của họ, nhóm nghiên cứu đã nghĩ ra một hệ thống trong đó một luồng ảnh vướng víu được bắn ra từ một nguồn ánh sáng lượng tử. Luồng này sau đó đi qua một loạt các vật thể không thông thường, có nghĩa là các vật liệu tinh thể lỏng làm thay đổi pha của các photon khi chúng đi qua.
Thiết lập cũng bao gồm một camera siêu nhạy có khả năng phát hiện các photon đơn lẻ và chụp ảnh của chúng. Tuy nhiên, máy ảnh này được lập trình để chỉ chụp ảnh nếu nhìn thấy cả một photon và cặp song sinh vướng víu của nó. Khi làm như vậy, thí nghiệm đã tạo ra một bản ghi hữu hình về sự vướng víu của hai photon.
Kết quả của nghiên cứu này mở ra cánh cửa đến một thế giới hoàn toàn mới về kỹ thuật hình ảnh lượng tử tận dụng các vướng mắc của Bell. Nó cũng có ý nghĩa trong lĩnh vực thông tin lượng tử (nghĩa là điện toán lượng tử và mật mã học)
