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Entanglement measures in pilot-wave hydrodynamics

Descrizione del progetto

Esplorando le caratteristiche quantistiche delle goccioline ambulanti

Recenti ricerche rivoluzionarie hanno rivelato che una goccia millimetrica sostenuta sulla superficie di un bagno di fluido vibrante potrebbe auto-spingersi attraverso un’interazione risonante con il proprio campo d’onda. Prove sperimentali hanno inoltre indicato che le goccioline ambulanti presentano alcune caratteristiche precedentemente ritenute esclusive del regno quantico. Il progetto EnHydro, finanziato dall’UE, sta valutando il potenziale e i limiti di questo sistema idrodinamico come analogo quantistico. Il sistema fluido viene confrontato con le teorie quantistiche delle onde pilota e altre teorie della meccanica quantistica. La novità della ricerca sta nel fatto che estenderà la gamma di possibili comportamenti dei sistemi classici. Dimostrerà come due goccioline altrimenti non interagenti comunichino attraverso campi di onde stazionarie allo scopo di dimostrare un analogo idrodinamico di intrappolamento quantistico, un fenomeno che si ritiene distingua la meccanica quantistica dalla fisica classica.

Obiettivo

A series of ground-braking experiments performed at 2005 showed that millimetric liquid drops can self-propel along the surface of a vibrating fluid bath, by virtue of a resonant interaction with their own wave field. Even more, they demonstrated a version of the famous single-particle diffraction experiment, where one droplet at a time passed through a single or a double slit. The resulting statistical behaviour for successive drops revealed the emergence of wavelike diffraction (single slit) and interference patterns (double slit), a feature previously thought to be exclusive to the microscopic quantum realm. Following investigations established hydrodynamic analogs of many more quantum phenomena with this system, including tunneling, quantized orbits, orbital level splitting, spin states, and more. As of yet, an analog of quantum entanglement remains elusive, but very recent results pave the way in that direction. EnHydro aims to establish entanglement measures in pilot-wave hydrodynamics through experiments with droplets confined to separate wells and their theoretical rationalization. Experiments to test Bell’s inequalities in this particle-wave-particle system are envisioned as well. Furthermore, physical analogies with quantum entanglement and with theories proposed to rationalize quantum phenomena at the atomic level will be investigated. The originality of this project also lies in its multidisciplinary character and the complementarity of two world-leading research groups in interrelating approaches. It combines a major experimental component using the state-of-the-art set-up available at MIT, with pioneering mathematical algorithms recently developed at ESPCI. The novelty of the proposed research is that it will extend the range of behaviours accessible to classical systems. It will demonstrate how two (otherwise) non-interacting particles (droplets) can communicate through fields of standing waves, which is an extremely novel communication protocol.

Coordinatore

CENTRE NATIONAL DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE CNRS
Contribution nette de l'UE
€ 257 619,84
Indirizzo
RUE MICHEL ANGE 3
75794 Paris
Francia

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Regione
Ile-de-France Ile-de-France Paris
Tipo di attività
Research Organisations
Collegamenti
Costo totale
€ 257 619,84

Partner (1)