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Medición de Quantum de la Precisión Lograda con Técnicas de la Débil-Medición

Published on October 5, 2012 at 3:53 AM

Científicos que estudian el ultra-pequeño mundo de átomos saben que es imposible hacer ciertas mediciones simultáneas, por ejemplo descubriendo la ubicación y el impulso de un electrón, con un arbitrariamente de alto nivel de la precisión. Porque las mediciones perturban el sistema, la certeza creciente en la primera medición lleva a la incertidumbre creciente en la segunda.

La Universidad de los estudiantes de tercer ciclo de la óptica del quantum de Toronto Dylan Mahler (l) y Lee Rozema (r) prepara pares de fotones enredados para estudiar la dispersión que los fotones experimentan después de que se midan. Los pares son parte de las personas que demostraron el grado de precisión que se puede lograr con técnicas de la débil-medición, causando un re-evaulation del Principio de la Incertidumbre de Heisenberg. Haber: Dylan Mahler, Universidad de Toronto.

Las matemáticas de este concepto unintuitive - un sello de la mecánica cuántica - primero fueron formuladas por el físico famoso Werner Heisenberg al principio del siglo XX y se conocían como el Principio de Incertidumbre de Heisenberg. Heisenberg y otros científicos generalizaron más adelante las ecuaciones para capturar una incertidumbre intrínseca en las propiedades de los sistemas de quantum, sin importar mediciones, pero el principio de incertidumbre a veces todavía se aplica suelto al lazo original de la medición-dispersión de Heisenberg. Ahora los investigadores de la Universidad de Toronto han recolectado la mayoría las pruebas experimentales directas que la formulación original de Heisenberg es incorrecta. Los resultados fueron publicados en línea en las Cartas Físicas de la Revista del gorrón el mes pasado y los investigadores presentarán sus conclusión por primera vez en la Reunión Anual (OSA) de la Sociedad Óptica, Fronteras en las Ópticas (FiO), ocurriendo en Rochester, N.Y. el 14 de octubre -18.

Las personas de Toronto fijaron un aparato para medir la polarización de un par de fotones enredados. Los diversos estados de polarización de un fotón, como la ubicación y el impulso de un electrón, son qué se llaman las propiedades físicas complementarias, significando ellos están conforme al lazo generalizado de la incertidumbre de Heisenberg. El objetivo principal de los investigadores era cuantificar cuánto perturbó el acto de medir la polarización los fotones, que hicieron observando las partículas pálidas ambas antes y después de la medición. Sin Embargo, si “antes de que el tiro” perturbara el sistema, “después de que el tiro” fuera corrompido.

Los investigadores encontraron una manera alrededor de este Inextricable mecánico del quantum usando técnicas de la teoría de la medición del quantum de escabullirse las ojeadas no disruptivas de los fotones antes de que su polarización fuera medida. “Si usted obra recíprocamente muy débil con su partícula del quantum, usted no la perturbará mucho,” explicó a Lee Rozema, candidato del Ph.D. en la investigación de la óptica del quantum en la Universidad de Toronto, y autor importante del estudio. Las acciones recíprocas Débiles, sin embargo, pueden ser como las fotografías granosas: rinden la información muy pequeña sobre la partícula. “Si usted toma apenas una única medición, habrá mucho ruido en esa medición,” dijo a Rozema. “Pero si usted relanza la medición muchos, muchas veces, usted puede aumentar estadísticas y puede observar el promedio.”

Comparando millares de “antes” y “después” de las vistas de los fotones, los investigadores reveló que sus mediciones exactas perturbaron el sistema mucho menos que predicho por la fórmula original de Heisenberg. Los resultados de las personas proporcionan las primeras pruebas experimentales directas que un nuevo lazo de la medición-dispersión, calculado matemáticamente por el físico Masanao Ozawa, en la Universidad de Nagoya en Japón, en 2003, es más exacto.

“La medición del quantum de la Precisión se está convirtiendo en un tema muy importante, especialmente en campos como la criptografía del quantum donde confiamos en el hecho de que la medición perturba el sistema para transmitir la información asegurado,” dijimos a Rozema. “Esencialmente, nuestro experimento muestra que podemos hacer mediciones más exactas y dar menos dispersión que nosotros había pensado previamente.”

Fuente: http://www.osa.org/

Last Update: 5. October 2012 08:57

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