Mesure de Quantum de Précision Réalisée avec des Techniques de Faible-Mesure

Published on October 5, 2012 at 3:53 AM

Scientifiques qui étudient le monde d'ultra-petit des atomes savent qu'il est impossible d'assurer des mesures simultanées, par exemple découvrant l'emplacement et l'élan d'un électron, avec arbitrairement un haut niveau de précision. Puisque les mesures touchent au système, la certitude accrue dans la première mesure mène à l'incertitude accrue dans la deuxième.

L'Université des étudiants de troisième cycle de bloc optique de tranche de temps de Toronto Dylan Mahler (l) et Lee Rozema (r) préparent des paires de photons empêtrés étudier le bruit que les photons remarquent après qu'ils soient mesurés. Les paires font partie d'une équipe qui a expliqué le degré de précision qui peut être réalisé avec des techniques de faible-mesure, entraînant un re-evaulation du Principe d'Incertitude de Heisenberg. Crédit : Dylan Mahler, Université de Toronto.

Les mathématiques de ce concept unintuitive - un cachet de la mécanique quantique - ont été préparées par le physicien célèbre Werner Heisenberg au début du 20ème siècle et sont devenues la première fois notoires comme Principe d'Incertitude de Heisenberg. Heisenberg et d'autres scientifiques plus tard généralisés les équations pour capturer une incertitude intrinsèque dans les propriétés des systèmes de tranche de temps, indépendamment des mesures, mais le principe d'incertitude parfois encore est desserré appliqué à la relation initiale du mesure-bruit de Heisenberg. Maintenant les chercheurs de l'Université de Toronto ont recueilli les la plupart preuve expérimentale directe que la formulation initiale de Heisenberg est erronée. Les résultats ont été publiés en ligne dans les Lettres Matérielles de Révision de tourillon le mois dernier et les chercheurs présenteront leurs découvertes pour la première fois à la Rencontre Annuelle de la Société (OSA) Optique, Frontières dans les Blocs Optiques (FiO), ayant lieu à Rochester, la N.Y. le 14 octobre -18.

L'équipe de Toronto a installé un appareil pour mesurer la polarisation d'une paire de photons empêtrés. Les différentes conditions de polarisation d'un photon, comme l'emplacement et l'élan d'un électron, sont ce qui sont les propriétés physiques complémentaires appelées, signifiant elles sont sujettes à la relation généralisée d'incertitude de Heisenberg. L'objectif principal des chercheurs était de mesurer combien l'acte de mesurer la polarisation a touché aux photons, qu'ils ont faits en observant les particules légères les deux avant et après la mesure. Cependant, si « avant que la piqûre » ait touché au système, « après que la piqûre » soit corrompue.

Les chercheurs ont trouvé une voie autour de cet Inextricable mécanique de tranche de temps à l'aide des techniques de théorie de mesure de tranche de temps de partir furtivement des coups d'oeil non perturbateurs des photons avant que leur polarisation ait été mesurée. « Si vous agissez l'un sur l'autre très faible avec votre particule de tranche de temps, vous ne lui toucherez pas beaucoup, » avez expliqué Lee Rozema, un candidat de Ph.D. dans la recherche de bloc optique de tranche de temps à l'Université de Toronto, et auteur important de l'étude. Les Faibles interactions, cependant, peuvent être comme les photos granuleuses : elles fournissent des informations très petites sur la particule. « Si vous prenez juste une mesure unique, il y aura beaucoup de bruit dans cette mesure, » a dit Rozema. « Mais si vous répétez la mesure on, beaucoup de fois, vous pouvez accumuler des statistiques et pouvez regarder la moyenne. »

En comparant des milliers de « avant » et « après » des vues des photons, les chercheurs a indiqué que leurs mesures précises ont touché au système beaucoup moins que prévu par la formule initiale de Heisenberg. Les résultats de l'équipe fournissent la première preuve expérimentale directe qu'une relation neuve de mesure-bruit, mathématiquement calculée par le physicien Masanao Ozawa, à l'Université de Nagoya au Japon, en 2003, est plus précise.

« La mesure de tranche de temps de Précision devient un sujet très important, particulièrement dans les domaines comme la cryptographie de tranche de temps où nous comptons sur le fait que la mesure touche au système afin de transmettre l'information sécurisé, » avons dit Rozema. « Essentiellement, notre expérience prouve que nous pouvons effectuer des mesures plus précises et donner moins de bruit que nous avait précédemment pensé. »

Source : http://www.osa.org/

Last Update: 5. October 2012 08:55

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