Фізики обійшли принцип невизначеності у вимірюванні властивостей квантових частинок

Фізики Сіднейського університету показали точніші вимірювання у квантовій системі, де зазвичай на заваді стає принцип невизначеності Гайзенберґа. Він стверджує, що не можна одночасно отримати значення деяких властивостей частинки з довільною точністю: збільшення точності у вимірюванні одного параметра неодмінно призводить до збільшення похибки в іншому. Розроблений підхід відкриває шлях до більш чутливих сенсорів для навігації, медицини та фундаментальних досліджень. Результати дослідження команда опублікувала в журналі Science Advances.

Фізики обійшли принцип невизначеності у вимірюванні властивостей квантових частинок. Vink Fan

Як науковці подолали принцип невизначеності Гайзенберґа?

Хоч принцип невизначеності Гайзенберґа є фундаментальним, його прояв є не вадою вимірювальних приладів, а радше властивістю квантового середовища. Тому дослідники запропонували метод, що змінює сам предмет вимірювання і таким чином обходить обмеження накладені цим принципом. Новий підхід зосереджується не на вимірюванні властивостей частинки у певний момент часу, а на зміні цих властивостей за короткий період.

Завдяки такому підходу науковці зможуть створити компактніші та точніші квантові магнітометри, інерціальні датчики для навігації без GPS, інструменти біомедичної візуалізації та сенсори для експериментів у фундаментальній фізиці, де треба вловлювати дуже слабкі сигнали. Наразі ефективність таких сенсорів підтвердили лише в лабораторних умовах, тож подальшими кроками будуть підвищення стійкості до шумів та інтеграція з реальними сенсорними пристроями.

Що ще досліджують у квантовій фізиці

⏳ За допомогою квантової заплутаності фізики розробили швидший і точніший атомний годинник.

📡 А явище квантової телепортації науковці продемонстрували у звичайному оптоволоконному кабелі.

🔦 Також в оптоволокні фізики змогли двічі впіймати фотон, не зруйнувавши його.