30 de julio de 2025 | Noticias y avisos
Colaboración con la exposición “La maravillosa naturaleza de los fotones y la detección cuántica fotónica” en la Expo 2025 Osaka, Kansai, Japón.
Presentación de modelos conceptuales de espectroscopia infrarroja cuántica para la primera exposición práctica de entrelazamiento cuántico en Japón
Shimadzu, en colaboración con el profesor Shigeki Takeuchi y su grupo de investigación en la Escuela de Posgrado de Ingeniería, Universidad de Kioto, exhibirá modelos conceptuales de futuras tecnologías de detección basadas en espectroscopia infrarroja cuántica en la exposición Expo 2025 Osaka, Kansai, Japón (Expo 2025) titulada "La maravillosa naturaleza de los fotones y la detección cuántica fotónica", parte de "Entangle Moment: [Cuántico, Tierra y Universo] × Arte" (Patrocinador: Oficina del Gabinete, Ministerio de Educación, Cultura, Deportes, Ciencia y Tecnología). La exposición tendrá lugar del 14 al 20 de agosto. Los asombrosos fenómenos relacionados con los fotones que se pueden experimentar en el lugar son explicados por Mitsuko, un personaje original basado en Mitsuko Namino, quien apareció por primera vez en "The Trial of the Photon *1", un ensayo escrito por el profesor Shinichiro Tomonaga.
Mitsuko, un personaje de la exposición
Esta será la primera exposición pública de este tipo en Japón, que permitirá a los visitantes experimentar el misterioso mundo del entrelazamiento cuántico *2 a través de la operación práctica de tres dispositivos que utilizan pares de fotones entrelazados cuánticos. La exposición se centra en el comportamiento de partículas cuánticas individuales, como electrones y fotones, y en la tecnología cuántica, que supera los límites de la tecnología convencional al controlar la relación entre múltiples partículas cuánticas (entrelazamiento cuántico). Desde 2018, Shimadzu ha trabajado con el profesor Takeuchi y su grupo en la "investigación sobre dispositivos de detección cuántica que utilizan fotones entrelazados cuánticos" en el marco del Programa Insignia Salto Cuántico del Ministerio de Educación, Cultura, Deportes, Ciencia y Tecnología (MEXT Q-LEAP). Esta investigación utiliza la interferencia cuántica en la generación de pares de fotones entrelazados cuánticos para realizar espectroscopia de absorción infrarroja cuántica en la región infrarroja con solo una fuente de luz visible y un detector. La adopción práctica de esta tecnología permitirá la diferenciación e identificación de diversas sustancias mediante espectrómetros infrarrojos cuánticos compactos y de alto rendimiento para aplicaciones médicas, de seguridad y ambientales. La función principal de Shimadzu es la fabricación de elementos ópticos utilizados para generar pares de fotones entrelazados en regiones de luz visible e infrarroja a partir de fuentes de luz.
- *1: Este ensayo fue escrito por el profesor Shinichiro Tomonaga en 1949. En este drama judicial, la afirmación de la acusada, Mitsuko Namino, de que fue vista a través de dos ventanas simultáneamente se verifica mediante la mecánica cuántica. Ha aparecido en numerosas publicaciones, incluyendo "The Quantum Mechanical World" (Misuzu Shobo, Ltd.).
- *2: Cuando hay dos o más estados correlacionados en superposición cuántica entre dos sistemas diferentes (es decir, son posibles múltiples estados cuánticos simultáneamente).
Resumen de la exposición
| Nombre | Momento de Enredo: [Cuántico, Tierra y Universo] × Arte La maravillosa naturaleza de los fotones y la detección cuántica fotónica |
|---|---|
| Lugar | EXPO 2025 Osaka, Kansai, Japón Centro de Exposiciones “WASSE” Zona Puerta Oeste |
| Sesión | Jueves 14 de agosto de 2025 - Miércoles 20 de agosto de 2025 10:00 a 20:00 Nota: Comienza a las 13:00 h el día de la inauguración (jueves 14). Finaliza a las 18:00 h el último día (miércoles 20). |
Estructura de la exposición
Prólogo de la Zona 1
En un video, Mitsuko presenta el escenario al describir el fotón como la unidad más pequeña de luz. Se presentan las características de estos fotones, así como el concepto de luz entrelazada.
¡Experimento de la Zona 2! El extraño mundo de los fotones gemelos
La exposición presenta tres instrumentos experimentales de vanguardia, creados por investigadores de la Universidad de Kioto, que ilustran el entrelazamiento cuántico fotónico. Estos instrumentos permiten a los visitantes experimentar estos extraños fenómenos por sí mismos.
Instrumento 1: Generador de entrelazamiento cuántico
Cómo se crean los fotones gemelos: el origen de la luz entrelazada cuántica
En realidad, se produce luz cuántica entrelazada y se muestra un vídeo de la luz cuántica entrelazada producida en este lugar.
Instrumento 2: Demostración de la interferencia cuántica de dos fotones
Fotones gemelos idénticos: ¿A dónde fueron después de encontrarse y cruzarse?
El experimento de “interferencia cuántica de dos fotones”
En el mundo de la mecánica cuántica, se producen interferencias entre múltiples procesos físicos. Como resultado, los fenómenos que deberían ocurrir de forma natural dejan de ocurrir. Los visitantes pueden realizar un experimento en el que pares de fotones inciden sobre un espejo semitransparente.
Instrumento 3: Demostración de la violación de la desigualdad de Bell
Fotones que permanecen relacionados incluso cuando están separados por una gran distancia: verificación real de la violación de la desigualdad de Bell
Los fenómenos físicos cotidianos están determinados únicamente por el estado de las cosas localmente, en un lugar específico (realismo local), pero esto no es así en el mundo cuántico. Esto se demostró en un experimento sobre la "Violación de la Desigualdad de Bell", ganador del Premio Nobel de Física en 2022. Los visitantes pueden realizar este experimento por sí mismos con este instrumento experimental, que utiliza pares de fotones entrelazados cuánticamente.
Zona 3 ¡Avancemos! Un futuro transformado por pares de fotones
Esta exhibición práctica describe la tecnología de detección cuántica fotónica, que utiliza luz entrelazada cuántica para superar las limitaciones de la tecnología convencional. Presenta una idea de cómo nuestro mundo cotidiano podría cambiar como resultado.
Tomógrafo de coherencia óptica (expuesto con la colaboración de Santec Holdings)
Los visitantes pueden observar la estructura interna de un dedo insertándolo en el analizador.
Tomografía de coherencia óptica cuántica (Q-OCT)La mejora significativa en la resolución a través de Q-OCT, que utiliza luz entrelazada cuántica, se describe a través de un video explicativo y datos de medición.
Espectrómetro infrarrojo cuántico (exhibido por Shimadzu Corporation)
Esta exposición permite a los visitantes identificar las moléculas en diversas muestras mediante un espectrómetro infrarrojo. La importante miniaturización que permite la espectrometría infrarroja cuántica mediante luz entrelazada cuántica se explica mediante un vídeo y una maqueta conceptual que ilustra los instrumentos del futuro.
Epílogo: El futuro de la detección cuántica fotónica
Esta exposición examina la relación entre el desarrollo de la mecánica cuántica y la Universidad de Kioto a través de una cronología que comienza en 1900. Asimismo, describe la tecnología de detección cuántica fotónica, que utiliza luz cuántica entrelazada, así como su efecto dominó en la sociedad. También se presentan las iniciativas del Consorcio de Implementación Social de la Detección Cuántica Fotónica, inaugurado por la Universidad de Kioto.
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