Ученые избегают принципа неопределенности Гейзенберга

Долгое время считалось, что чувствительность такого измерения ограничивается принципом неопределенности Гейзенберга, который гласит, что точное измерение одного свойства атома ограничивает точность измерения, которую вы можете получить для другого свойства. Например, если мы измеряем положение электрона с высокой точностью, принцип Гейзенберга ограничивает точность измерения его импульса. Поскольку большинство атомных инструментов измеряют два свойства (амплитуду вращения и угол), принцип, похоже, гласит, что показания всегда будут содержать некоторую квантовую неопределенность.

Однако это давнее ожидание было опровергнуто исследователями ICFO доктором Джорджо Коланджело, Ферраном Мартином Чураной, Лореной К. Бьянкет и доктором Робертом Дж. Сьюэллом под руководством профессора ICFO Моргана В. Митчелла. В своей статье «Одновременное отслеживание угла вращения и амплитуды за пределами классических ограничений», опубликованной на этой неделе в журнале Nature, они описывают, как правильно спроектированный инструмент может почти полностью избежать квантовой неопределенности.

Уловка состоит в том, чтобы понять, что вращение имеет не один, а два угла прицеливания: один для направления северо-восток-юго-запад, а другой — для возвышения над горизонтом. Команда ICFO показала, как поместить почти всю неопределенность в угол, который не измеряется прибором. Таким образом, они по-прежнему подчинялись требованию Гейзенберга о неопределенности, но скрывали неопределенность там, где она не могла нанести вреда. В результате они смогли получить измерение угла и амплитуды с беспрецедентной точностью, не беспокоясь о квантовой неопределенности.

Профессор Митчелл использует убедительную аналогию, чтобы заявить, что «ученых принцип неопределенности очень расстраивает — мы хотели бы знать все, но Гейзенберг говорит, что мы не можем. В этом случае, однако, мы нашли способ узнать все, что для нас важно. Это похоже на песню Rolling Stones: вы не всегда можете получить то, что хотите / но если вы будете иногда пытаться, вы можете просто найти / получить то, что вам нужно ».

В своем исследовании команда ICFO охладила облако атомов до нескольких микронаградусов Кельвина, применила магнитное поле для создания спинового движения, как в МРТ, и осветила облако лазером, чтобы измерить ориентацию атомных спинов. Они заметили, что и угол вращения, и погрешность можно непрерывно контролировать с чувствительностью, превышающей ранее ожидаемые пределы, хотя по-прежнему подчиняясь принципу Гейзенберга.Что касается проблем, с которыми пришлось столкнуться во время эксперимента, Коланджело отмечает, что «в первую очередь нам нужно было разработать теоретическую модель, чтобы увидеть, действительно ли то, что мы хотели сделать, возможно.

Затем не все технологии, которые мы использовали для эксперимента, существовали, когда мы начали: среди них нам нужно было спроектировать и разработать конкретный детектор, который был достаточно быстрым и с очень низким уровнем шума. Нам также пришлось значительно улучшить способ «подготовки» атомов и найти способ эффективно использовать все динамический диапазон, который у нас был в детекторе.

Это была битва против темной стороны кванта, но мы ее выиграли! "Результаты исследования имеют первостепенное значение, поскольку этот новый метод показывает, что можно получить еще более точные измерения атомных спинов, открывая новый путь к разработке гораздо более чувствительных инструментов и позволяя обнаруживать сигналы, такие как гравитационные. волны или активность мозга с беспрецедентной точностью.


8 комментариев к “Ученые избегают принципа неопределенности Гейзенберга”

  1. Оболенская Алиса

    В росии один телеканал по умолчанию! Не лезьте в настройки, хай так и будет!

  2. Почему не рассекретить архивы кгб, ведь очевидно что этот Земан настоящий патриот Чехии, практически десидент и борец за независимость этой страны.

  3. Это вход на рынок нового инвестора, а для людей дешевые билеты (от 15 евро)

Оставьте комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *