Ученые Утверждают, Что Принцип Неуверенности Был Неправильно Понят

{h1}

Новое исследование показывает, что акт измерения квантовой системы не должен беспокоить ее так сильно, как предполагали многие ученые, согласно известному принципу неопределенности.

Спустя более 80 лет после того, как принцип неопределенности был впервые предложен, ученые сглаживают некоторые сомнения относительно известного понятия физики.

Принцип неопределенности, предложенный в 1927 году немецким физиком Вернером Гейзенбергом, гласит, что чем точнее измеряется положение частицы, тем менее точный ее импульс может быть известен, и наоборот. Давно вызывается для описания того, как измерение объекта нарушает этот объект.

Но новый эксперимент показывает, что это не должно быть правдой.

«Вам не нужно добавлять больше неопределенности в квантовую систему, измеряя ее», - сказал Ли Розема, аспирант из Университета Торонто, который провел новое исследование принципа неопределенности.

Розема и его коллеги обнаружили, что этот аспект принципа неопределенности часто неправильно понимают, и что квантовые измерения не наносят такой большой ущерб тем, что они измеряют, как предполагают многие люди, включая физиков. [Графика: мельчайшие частицы природы]

Исследователи использовали тестовый образец частицы света, называемой фотоном. Они хотели измерить поляризацию или ориентацию фотона. Чтобы избежать нарушения фотона больше, чем это было абсолютно необходимо, они использовали метод, называемый слабым измерением, который косвенно измеряет квантовую систему, анализируя ее взаимодействия с связанной квантовой системой.

«Если вы хотите провести измерение, не нарушая работу вашей системы, вы можете сделать взаимодействие очень слабым, но тогда вы не получите много информации о системе», - сказал Розема в интервью WordsSideKick.com. «Вместо этого мы делаем это много, много раз и собираем статистику».

В случае фотона физики измерили взаимодействие между поляризацией частицы и ее положением в пространстве. После повторных измерений они пришли к оценке поляризации фотона. Затем они использовали прибор для непосредственного измерения поляризации фотона и сравнили результаты.

«Нарушение, которое мы обнаружили, меньше, чем вы получили бы, если бы наивно применили принцип неопределенности Гейзенберга к измерениям», - сказал Розема.

Ранее исследователи с трудом изучали, насколько измерение нарушает систему, потому что они не смогли отделить внутреннее возмущение, которое какое-либо измерение произвело бы, от возмущения, специфического для измерительного устройства. Слабое измерение решает эту проблему.

Результаты не опровергают принцип неопределенности Гейзенберга, но помогают прояснить его, сказал Розема. Неопределенность, количественно определенная в принципе, не является результатом измерения, а возникает из-за внутренней неопределенности всех субатомных квантовых систем из-за того факта, что частицы существуют в состояниях вероятности, а не уверенности.

«В вашей квантовой системе все еще есть неопределенность, о которой говорит принцип неопределенности Гейзенберга», - сказал Розема. «Но вам не нужно добавлять больше неопределенности в квантовую систему, измеряя ее».

Документ, детализирующий исследование, был опубликован ранее в этом месяце в журнале Physical Review of Letters.

Следите за Кларой Московиц в Твиттере @ClaraMoskowitz или WordsSideKick.com @wordssidekick, Мы также на facebook.





RU.WordsSideKick.com
Все права защищены!
Перепечатка материалов разрешена только с простановкой активной ссылки на сайт RU.WordsSideKick.com

© 2005–2020 RU.WordsSideKick.com