Принцип невизначеності Гейзенберга під сумнівом

Принцип невизначеності Гейзенберга був сформульований в 1927 році фізиком-теоретиком Вернером Гейзенбергом, і з тих пір є одним з наріжних каменів квантової механіки.


Найбільш знайома нам формулювання цього принципу свідчить: будь-яка спроба вимірювання положення частинки змінює її швидкість, отже, місцезнаходження та швидкість не можуть бути виміряні одночасно з довільною точністю.

Але зараз це твердження поставлене під сумнів дослідниками з Торонто. Вони продемонстрували спосіб, за допомогою якого можна безпосередньо виміряти порушення станів і підтвердити, що Гейзенберг був дуже песимістичний.

"Ми розробили апарат для вимірювання властивості фотона - зокрема, його поляризації. Потім ми визначили, наскільки сам фотон вплинув на апарат, - говорить Лі Розема, провідний автор дослідження, опублікованого на цьому тижні в Physical Review Letters. - Щоб зробити це, нам треба було виміряти фотон до взаємодії з вимірювальним приладом, але саме цей вимір також порушувало стан фотона ".

Для того щоб подолати цю перешкоду, Розема і його колеги використовували метод, відомий як "слабкі вимірювання". У цьому випадку вплив вимірювального приладу на частку пренебрежимо мало. Перш ніж кожен фотон був направлений в основне вимірювальний пристрій, дослідники вимірювали його за допомогою техніки слабкого виміру, а після вимірювали повторно, порівнюючи отримані результати. Виявилося, що індуковане обурення менше, ніж гейзенберговское відношення точності до обурення.

"Кожен фотонний постріл давав нам зовсім небагато інформації про обурення, але багаторазово повторюючи експеримент, ми змогли отримати дуже точне уявлення про те, наскільки змінювалося квантовий стан фотонів", - говорить Розена.

Вважається, що принцип невизначеності Гейзенберга відноситься до внутрішньої невизначеності квантової системи і до її вимірах. Отримані результати показують, що це не так, і демонструють ступінь точності, яку можна отримати, задіявши слабкі вимірювання. Це змусить вчених підкоригувати погляди на обмеження вимірювань в квантовій механіці. Ці обмеження відіграють важливу роль для квантової механіки в цілому і для розвитку технологій квантової криптографії, що спирається на принцип невизначеності. Цей принцип гарантує, що будь перехоплення буде виявлений завдяки порушенню, викликаному вимірами.


Поділіться з друзями:   

Останні новини