Naukowcy Twierdzą, Że Słynna Zasada Niepewności Została Źle Zrozumiana

{h1}

Nowe badanie pokazuje, że czynność pomiaru układu kwantowego nie musi go zakłócać tak bardzo, jak zakładało to wielu naukowców, zgodnie ze słynną zasadą nieoznaczoności.

Ponad 80 lat po tym, jak po raz pierwszy zaproponowano zasadę nieoznaczoności, naukowcy rozwiązują pewne wątpliwości dotyczące słynnego pojęcia fizyki.

Zasada nieoznaczoności, zaproponowana w 1927 r. Przez niemieckiego fizyka Wernera Heisenberga, głosi, że im dokładniej jest mierzona pozycja cząsteczki, tym mniej dokładnie można poznać jej pęd i odwrotnie. Od dawna przywoływano opisywanie sposobu, w jaki pomiar obiektu przeszkadza temu obiektowi.

Ale nowy eksperyment pokazuje, że to nie musi być prawda.

„Nie musisz dodawać do systemu kwantowego większej niepewności, mierząc go” - powiedział Lee Rozema, absolwent Uniwersytetu w Toronto, który poprowadził nowe badanie zasady nieoznaczoności.

Rozema i jego koledzy odkryli, że ten aspekt zasady nieoznaczoności jest często niezrozumiany, a pomiary kwantowe nie sieją spustoszenia w tym, co mierzą tak wielu ludzi, w tym fizyków, jak zakładają. [Grafika: najmniejsze cząsteczki natury]

Naukowcy wykorzystali przypadek testowy cząsteczki światła zwanej fotonem. Chcieli zmierzyć polaryzację lub orientację fotonu. Aby uniknąć zakłócenia fotonu bardziej niż to absolutnie konieczne, zastosowali metodę zwaną słabym pomiarem, która pośrednio mierzy układ kwantowy, analizując jego interakcje z powiązanym układem kwantowym.

„Jeśli chcesz dokonać pomiaru bez zakłócania działania systemu, możesz bardzo osłabić interakcję, ale wtedy nie uzyskasz zbyt wielu informacji o systemie”, powiedziała Rozema dla WordsSideKick.com. „Zamiast tego robimy to wiele razy i gromadzimy statystyki”.

W przypadku fotonu fizycy zmierzyli interakcję między polaryzacją cząstki a jej pozycją w przestrzeni. Po wielokrotnych pomiarach doszli do oszacowania polaryzacji fotonu. Następnie użyli aparatu do bezpośredniego pomiaru polaryzacji fotonu i porównali wyniki.

„Odkryte przez nas zakłócenia są mniejsze niż w przypadku, gdyby naiwnie zastosować zasadę niepewności Heisenberga do pomiarów” - powiedziała Rozema.

Wcześniej badacze z trudem badali, jak bardzo pomiar zakłóca system, ponieważ nie byli w stanie oddzielić wewnętrznych zakłóceń, jakie mógłby wykonać każdy pomiar od zakłócenia konkretnego do aparatu pomiarowego. Słaby pomiar rozwiązuje ten problem.

Odkrycia nie obalają zasady nieoznaczoności Heisenberga, ale pomagają ją wyjaśnić. Niepewność określona ilościowo w zasadzie nie jest wynikiem pomiaru, ale wynika z wewnętrznej niepewności wszystkich subatomowych układów kwantowych, ponieważ cząstki istnieją raczej w stanach prawdopodobieństwa niż pewności.

„W waszym układzie kwantowym wciąż jest niepewność, o której mówi zasada nieoznaczoności Heisenberga” - powiedziała Rozema. „Ale nie musisz dodawać więcej niepewności do układu kwantowego poprzez pomiar”.

Artykuł opisujący badanie został opublikowany na początku tego miesiąca w czasopiśmie Physical Review of Letters.

Śledź Clara Moskowitz na Twitterze @ClaraMoskowitz lub WordsSideKick.com @wordssidekick. Jesteśmy też na Facebook.


Suplement Wideo: .




Badania


Czy Umieszczenie Mydła Pod Prześcieradłami Naprawdę Zapobiegnie Podnieceniu Nóg?
Czy Umieszczenie Mydła Pod Prześcieradłami Naprawdę Zapobiegnie Podnieceniu Nóg?

Czy Czarne Dziury Umierają?
Czy Czarne Dziury Umierają?

Science News


Aby Poprawić Dietę, Opracuj Plan Działania
Aby Poprawić Dietę, Opracuj Plan Działania

Czy Zwierzęta Mają Uczucia?
Czy Zwierzęta Mają Uczucia?

Jak Działa Naprawianie Statku Kosmicznego Hubble'A
Jak Działa Naprawianie Statku Kosmicznego Hubble'A

Legowisko Starożytnego Potwora Morskiego „Kraken” Prawdopodobnie Odkryte
Legowisko Starożytnego Potwora Morskiego „Kraken” Prawdopodobnie Odkryte

Undersea Miracle: How Man In Sunken Ship Przetrwał 3 Dni
Undersea Miracle: How Man In Sunken Ship Przetrwał 3 Dni


PL.WordsSideKick.com
Wszelkie Prawa Zastrzeżone!
Kopiowanie Jakichkolwiek Materiałów Pozostawiono Tylko Prostanovkoy Aktywny Link Do Strony PL.WordsSideKick.com

© 2005–2020 PL.WordsSideKick.com