아인슈타인이 `원격상태에서 일어나는 유령현상’이라고 불렀던 `양자얽힘’을 과학자들이 인위적으로 만들어내는 데 성공했다고 라이브사이언스 닷컴과 BBC 뉴스 인터넷판이 보도했다.
양자역학이론에 따르면 두 개 이상의 입자들이 서로 `얽히면’ 공간적으로 분리된 후에도 한 입자가 운동을 하면 다른 입자들이 동시에 반응하는 것으로 알려져 있다.
과학자들은 아직 입자들이 어떻게 텔레파시와 같이 서로에게 메시지를 전달하는 지 알지 못하지만 한번 얽히면 그런 상태를 유지한다는 사실만은 알고 있다.
미국 콜로라도주립대와 국립표준기술연구소 연구진은 두 쌍의 원자들을 서로 얽히게 해 한 원자의 움직임을 상대 원자가 그대로 따라하게 하는 최초의 실험에 성공했다고 네이처지 최신호에 발표했다.
지금까지 과학자들은 입자의 스핀상태나 광자의 분극화와 같은 내적 성질을 얽히게 만드는 실험은 해 왔지만 입자의 운동패턴을 얽히게 만든 것은 이번이 처음이며 이는 양자컴퓨터 제작에 돌파구를 마련한 것으로 풀이된다.
연구진은 이 실험을 위해 마치 보이지 않는 끈으로 연결된 듯 서로 밀고 당기는 한 개의 베릴륨과 한 개의 마그네슘 이온으로 구성된 두 쌍의 이온(전자 한 개가 제거돼 양전기를 띠게 된 원자)을 이온 트랩 장치에 배치한 뒤 전기장과 레이저를 사용해 이온들이 별개의 짝을 이루도록 유도해 움직임을 얽히게 만들었다.
그러고 나서 이들은 각 쌍을 240마이크로미터 거리를 두고 분리했다. 이는 머리카락 몇 올을 합친 정도에 불과하지만 원자수준에서는 매우 큰 거리이다.
연구진은 이처럼 먼 거리를 두고 떨어져 있는 한 쌍의 움직임을 멈추거나 시작하거나 진동하도록 움직임의 변화를 주었는데 그 결과 다른 짝들도 동시에 멈추거나 시작하거나 진동하는 움직임을 보였다.
이 실험은 이런 종류의 일상적인 움직임도 얽히게 할 수 있는 것임을 입증하는 것으로 양자세계와 우리가 살고 있는 거시세계, 즉 일반 물체들이 이런 움직임을 보이지 않는 세계 사이의 경계를 허무는 것이다.
연구진은 이 실험을 통해 아직까지 과학자들이 이해하지 못하는 양자역학의 영역을 새로 발견할 수 있을 지도 모른다면서 “이번 실험은 매우 작은 규모의 물체를 다룬 것이지만 장차 더 무거운 물체를 얽히게 하는 것도 가능할 지 두고 보아야 할 것”이라고 말했다.