Гейзенбергоподобные відносини не працюють для одночасних вимірювань

З якою точністю можна дізнатися швидкість і місцезнаходження одиночного фотона? А як же принцип невизначеності Гейзенберга? На жаль, він став жертвою непорозуміння.

Мартін Рингбауэр (Martin Ringbauer) з Квінслендського університету (Австралія) непохитний:

«Принцип невизначеності — одна з центральних рис квантової механіки, але його занадто довго розуміли не так, як потрібно».

 

Рис. 1. Елементи експериментальної установки (тут і нижче фото Martin Ringbauer).

А як же потрібно? За допомогою колег вчений провів спільні вимірювання єдиного фотона «з неперевершеною точністю і прийшов до висновку, що «гейзенбергоподобные відносини» не працюють для одночасних вимірювань», у зв’язку з чим, природно, було запропоновано оновити підручники.

Класичний принцип Гейзенберга окреслює кількісно лише обмеження для підготовки квантової системи вимірювань, а от питання, що стосується інших можливих перепон, формалізує не до кінця.

У минулому році Сиріл Брансьяр (Cyril Branciard) з того ж вузу висловив ідею про те, як саме одночасні вимірювання можуть бути реалізовані, кількісно описавши мінімальні обурення, що можуть виникнути для тієї чи іншої точності експерименту.

На цій теоретичній базі можливо вимірювання двох різних параметрів квантової системи при наданні на об’єкт лише мінімальних впливів. Однак теорія — це далеко не всі, і тому пан Рингбауэр провів експеримент, в якому насправді показав можливість досягнення цієї межі точності для одночасного вимірювання різних властивостей квантової системи.

При цьому для визначення параметрів окремих фотонів використовувалися як метод трьох станів, так і метод вимірювань слабких, про який ми вже писали. Досвід продемонстрував «виняткову точність вимірювань квантових станів аж до 0,999 98(6)», тобто була показана можливість одночасних вимірювань різних властивостей таких систем з мінімальною невизначеністю, що серйозно змінює ситуацію з принципом невизначеності як таким.

Хоча формально ні про яке порушення принципу мова ще не йде, з практичної точки зору в цілому ряді випадків такої точності одночасних вимірювань повинно цілком вистачити для отримання результатів, що раніше вважалися недосяжними.

Звіт про дослідження опублікований в журналі Physical Review Letters.

Залишити відповідь

Ваша e-mail адреса не оприлюднюватиметься. Обов’язкові поля позначені *