Выбор фона:
/ Новости сайта / Наука и Технологии / Физики утверждают, что обошли почти 100-летний квантовый предел с помощью взгляда в прошлое
Сегодня

Физики утверждают, что обошли почти 100-летний квантовый предел с помощью взгляда в прошлое

Оценка: 0.0    46 0 Наука и Технологии
07:30

Принцип неопределённости Гейзенберга, введённый немецким физиком Вернером Гейзенбергом в 1927 году, вводит понятие определённой размытости в физике. Он гласит: если одну характеристику квантовой частицы можно предсказать с точностью, парная характеристика становится менее определённой. Положение и импульс — самые часто упоминаемые из этих пар, известных как некоммутирующие переменные. Возможность установить, где находится квантовая частица, затрудняет суждение о её движении, и наоборот.

Эта размытость затрудняет точные измерения слабых сигналов в физике — от гравитационно-волнового детектора LIGO до атомных часов, на которых держатся системы вроде GPS. Теперь исследователи под руководством команды из Шаньсийского университета в Китае считают, что нашли фундаментальный обходной путь, и он включает взгляд назад в прошлое, а также вперёд в будущее.

«Мы экспериментально демонстрируем одновременную оценку некоммутирующих переменных за пределами границы неопределённости Гейзенберга и проверяем результаты с помощью слабого измерения», — пишут исследователи в препринте статьи, которая ещё не прошла рецензирование.

Вместо того чтобы делать предсказание будущего для измерения, исследователи хотели проверить альтернативный подход: провести измерение, используя данные как до, так и после измеряемой точки. Гипотеза состояла в том, что двусторонняя перспектива должна убрать часть размытости в наблюдениях. Её проверили на 52 миллиардах атомов рубидия, собранных в небольшой стеклянной камере, с лазером для выравнивания их спинов.

Поскольку выравнивание спинов заставляло атомы вести себя как одна квантовая система, положение и импульс которой можно было затем измерить вторым лазером, использование показаний как до, так и после повысило точность предсказаний системы на скромную величину — примерно на 20% точнее, чем позволяет предел неопределённости Гейзенберга.

«Центральный ингредиент этого подхода — последовательное включение информации как прошлых, так и будущих измерений для уточнения вывода о состоянии системы в данный момент», — пишут исследователи. Измерения проводились непрерывно в течение 84 минут, и установка позволила измерить и положение, и импульс одновременно. Обычный компромисс между ними был смягчён.

Конечно, ожидание, пока что-то произойдёт, чтобы это измерить, ограничивает мониторинг в реальном времени, но преимущества новой техники и большая точность могут перевесить недостатки. «Это открывает интересные перспективы для дальнейших исследований квантовых измерений и для квантово-усиленного зондирования, сочетающего стратегии траектории и запутанности», — пишут исследователи.

Во многих квантовых системах — включая упомянутые атомные часы — ретроспективные показания и так являются нормой, так что учёным не обязательно замедлять анализ новым подходом. Это значит, что мы можем увидеть более точные квантовые датчики в будущем и получить больше понимания из будущих квантовых исследований, теперь когда мы знаем, как статус системы «до и после» может работать в тандеме.

Исследователи по-прежнему стремятся улучшить экспериментальную установку: более точные приборы и более точные показания. Добавление концепции квантовой запутанности может стать одним из путей вперёд.

Важно, что предел Гейзенберга на неопределённость квантовой системы по-прежнему действует (и это хорошая новость — он лежит в основе многих фундаментальных физических теорий). Что показывает это исследование, так это то, что принцип можно в некоторой степени обойти, вычисляя вероятности иным способом. «За прошедший век этот основополагающий теоретический каркас не только служил критическим компонентом интерпретации квантовой механики, но и произвёл революцию в нашем концептуальном понимании ограничений измерений на квантовом масштабе», — пишут исследователи.

Остаётся вопрос: если для большей точности нужно ждать данных «после», — где проходит граница между измерением и предсказанием, и не окажется ли, что квантовые датчики будущего будут не столько смотреть на систему, сколько восстанавливать её состояние по тому, что произошло раньше и позже?


 
Источник:  https://earth-chronicles.ru/


Поделитесь в социальных сетях

Комментарии 0

Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]

Похожие материалы

Разговоры у камина
Календарь
«  Ноябрь 2026  »
Пн Вт Ср Чт Пт Сб Вс
      1
2345678
9101112131415
16171819202122
23242526272829
30
Последние комментарии
Существует ли время на самом деле или это устойчивая иллюзия?
читал такую хрень типо существо 5 или 4 измерения где нет времени создало 3 мерный мир где есть врем (от andreykt)
Гигантский НЛО со свисающими щупальцами завис у военной базы США и исчез: "Знают только Бог и правительство"
нло - современный космический корабль с ядерным холодным синтезом на антигравах - нет
нло - г (от andreykt)

Два квазара, существовавшие всего через 900 миллионов лет после Большого взрыва, не должны были успеть так вырасти — но они выросли
Цитата "Однако неправильно рассуждать о строении Вселенной на бытовом уровне используя бытов (от AntiK)
Пентагон обдумывает размещение группировки военных спутников вокруг Луны
Те силы (не земные), которые находятся на Луне, спустят их на грешную Землю (от Samc175)