Uluslararası bir fizikçi ekibi, Heisenberg Belirsizlik İlkesibir parçacığın yerini ve momentumunu aynı anda ölçmenin imkansız olduğunu öne sürer.
Ekibin çalışması, kuantum belirsizliğini yeniden dağıtmak için bir yöntem ortaya koymuştur, böylece bir parçacığın konumunda ve momentumundaki küçük değişiklikler, Heisenberg’in ünlü belirsizlik prensibini ihlal etmeden standart kuantum sınırının ötesinde hassas bir şekilde ölçülebilir.
Landmark başarısının arkasındaki araştırma ekibi, bulgularının yeni araştırma yolları sunabileceğini gösteriyor. ultra kesinti algılama daha önce ulaşılamaz seviyelerde, Derin Uzay Navigasyonutıbbi görüntülemeve potansiyel askeri uygulamalar denizaltı navigasyon.
Alman fizikçi Werner Heisenberg ilk olarak 1927’de belirsizlik ilkesini öne sürdüğünde, geçerliliğini test etme teknolojisi ilk aşamalardaydı. O zamandan beri, birkaç deney, momentum ve konum gibi belirli parçacık özellik çiftlerini aynı anda algılamanın imkansızlığını doğruladı. Bir özellik ne kadar yakından ölçülürse, eşleştirilmiş mülk hakkında o kadar az kesinlik vardır.
Bir parçacığın momentumunu ve yerini tam olarak ölçmek için Heisenberg’i kaldırmanın bir yolunu bulup bulamayacaklarını merak ediyorlardı, Sydney Üniversitesi Nano Enstitüsü ve Fizik Okulu’ndan Dr. Tingrei Tan liderliğindeki bir ekip özel bir deney geliştirdi. A’ya göre ifade Ekibin çalışmalarını detaylandıran grup, araştırmacıların “bir sarkaçın kuantum eşdeğeri” olarak tanımladığı bir kurulum olan tuzağa düşmüş bir iyonun küçük titreşim durumunu izlemek için tasarlanmış bir sistem inşa etti.
Daha sonra, ekip Dr. Tan’ın iyonu “ızgara devletleri” nde hazırlamak için hata düzeltilmiş kuantum bilgi işlemine yönelik önceki çalışmalarına girdi. Kurulumun ince ayarını yaparak ekip, iyonun momentumunun ve konumunun “standart kuantum sınırının” ötesinde tanımladıkları bir hassasiyet seviyesi ile ölçülebileceğini başarıyla gösterdi. Bu sınır, sadece klasik (kuantum olmayan) sensörler kullanılarak elde edilebilir en iyi hassasiyet olarak kabul edilir.
RMIT Üniversitesi’nden bir teorisyen olan profesör Nicolas Menicucci, “Kuantum bilgi işlemden algılamaya kadar temiz bir geçit” dedi. “İlk olarak sağlam kuantum bilgisayarlar için tasarlanmış fikirler, sensörlerin kuantum gürültüsü ile boğulmadan zayıf sinyalleri alması için yeniden tasarlanabilir.
Standart kuantum sınırını aşan Heisenberg’in belirsizlik ilkesini doğrudan ihlal etmiş gibi görünse de, RMIT’in ortak yazarı Dr. Ben Baragiola, aslında herhangi bir fizik yasasını çiğnemediklerini söyledi; Sadece etraflarında bir yol buldular.
“Heisenberg’in ilkesini kırmadık” diye açıkladı. “Protokolümüz tamamen kuantum mekaniği içinde çalışıyor.”
Ekibin Heisenberg’in yanını açıklamak için Dr. Tan, bir balon içindeki hava gibi belirsizliği düşündüğünü söyledi.
“Balonu patlatmadan kaldıramazsınız, ancak onu değiştirmek için sıkabilirsiniz. Etkili bir şekilde yaptığımız şey budur. Kaçınılmaz kuantum belirsizliğini umursamadığımız yerlere itiyoruz (büyük, kaba sıçrama pozisyonunda ve momentum), böylece umursadığımız ince detaylar daha kesin olarak ölçülebilir.”
Araştırma ekibi tarafından sunulan başka bir benzetme bir çift saat içerir. İki eli olan tipik bir saatin aksine, saatlerden birinin sadece bir dakika eli vardır ve diğerinin sadece bir saat eli vardır. Saat el saati saatin genel bir göstergesini sağlar, ancak dakika ölçümü daha az hassastır. Tersine, sadece bir dakikalık el ile saat daha hassas ama daha az spesifik bir ölçüm verir, ancak kayıpların “daha geniş bağlamı” verir. Ekip, bu modüler ölçüm yeteneğinin “çok daha ince ayrıntı karşılığında bazı küresel bilgileri feda ettiğini” belirtiyor.
Çalışmanın ilk yazarı, Sydney Üniversitesi Kuantum Kontrol Laboratuvarı ekibinden Dr. Christophe Valahu, bu stratejiyi deney kurulumları gibi kuantum sistemlerine uygulamak, bir parçacığın momentumundaki değişiklikleri ölçmelerine ve “çok daha kesin” konumunu ölçmelerine izin verdiğini söyledi.
Araştırmacı, “Küresel bilgilerden vazgeçiyoruz, ancak benzeri görülmemiş hassasiyetle küçük değişiklikleri tespit etme yeteneği kazanıyoruz” dedi.
Ekibin fizik bükme deneyi hala laboratuvar aşamasında olmasına rağmen, ekip, küçük sinyalleri ölçmeye çalışırken yaklaşımın yaşayabilirliğini gösterdiğini ve potansiyel olarak “mevcut teknolojileri değiştirmek yerine kuantum algılama araç kutusunda tamamlayıcı bir araç” sunduğunu belirtti.
Bilimsel uygulamaların ötesinde, ekip Heisenberg’in belirsizlik ilkesini ortadan kaldıran ultra kesin kuantum sensörlerinden yararlanabilecek birkaç mevcut ve teorik teknoloji önerdi. Olasılıklar, yeraltı, denizaltılar ve derin uzay uçuşları gibi GPS dengeli ortamlarda iyileştirilmiş navigasyonun yanı sıra biyolojik ve tıbbi görüntüleme, malzeme izleme ve karmaşık yerçekimi sistemlerinde potansiyel yeni gelişmeler içerir.
Dr Valahu, “Atomik saatler navigasyon ve telekomünikasyon dönüştürdüğü gibi, aşırı hassasiyete sahip kuantum geliştirilmiş sensörler yepyeni endüstrileri sağlayabilir” dedi.
. Yeni çalışma“Kuantumla güçlendirilmiş çok parametreli algılama tek bir modda” yakın zamanda yayınlandı. Bilim ilerliyor.
Christopher Plain, Debrief’te bir bilim kurgu ve fantezi romancı ve baş bilimi yazarıdır. Onu takip edin ve onunla bağlantı kur X– Kitapları hakkında bilgi edinin plainfiction.comveya doğrudan ona e -posta gönderin [email protected].
