Misura di Quantum di Precisione Raggiunta con le Tecniche di Debole-Misura

Published on October 5, 2012 at 3:53 AM

Scienziati che studiano il ultra-piccolo mondo degli atomi sanno che è impossible da effettuare determinate misure simultanee, per esempio scoprendo sia la posizione che lo slancio di un elettrone, con arbitrariamente un ad alto livello di precisione. Poiché le misure disturbano il sistema, la certezza aumentata nella prima misura piombo ad incertezza aumentata nel seconda.

I dottorandi dell'ottica di quantum dell'Università di Toronto Dylan Mahler (l) e Lee Rozema (r) preparano le paia dei fotoni impigliati per studiare la perturbazione che i fotoni sperimentano dopo che sono misurati. Le paia fa parte di un gruppo che ha dimostrato la laurea di precisione che può essere raggiunta con le tecniche di debole-misura, causante un ri--evaulation del Principio di Incertezza di Heisenberg. Credito: Dylan Mahler, Università di Toronto.

La matematica di questo concetto unintuitive - un marchio di garanzia di meccanica quantistica - in primo luogo è stata formulata dal fisico famoso Werner Heisenberg all'inizio dello XX secolo ed è stato conosciuta come il Principio di Incertezza di Heisenberg. Heisenberg ed altri scienziati più successivamente hanno generalizzato le equazioni per catturare un'incertezza intrinseca nei beni dei sistemi di quantum, indipendentemente dalle misure, ma il principio di incertezza a volte ancora si applica senza bloccare alla relazione originale della misura-perturbazione di Heisenberg. Ora i ricercatori dall'Università di Toronto hanno riunito il la maggior parte prova sperimentale diretta che la formulazione originale di Heisenberg è sbagliata. I risultati sono stati pubblicati online nelle Lettere Fisiche di Esame del giornale il mese scorso ed i ricercatori presenteranno per la prima volta i loro risultati alla Riunione Annuale della Società (OSA) Ottica, Frontiere nelle Ottica (FiO), aventi luogo a Rochester, la N.Y. 14 ottobre -18.

Il gruppo di Toronto ha installato un apparato per misurare la polarizzazione di un paio dei fotoni impigliati. Gli stati di polarizzazione differenti di un fotone, come la posizione e lo slancio di un elettrone, sono che cosa sono chiamati proprietà fisiche complementari, significando essi sono conforme alla relazione generalizzata di incertezza di Heisenberg. L'obiettivo principale dei ricercatori era di quantificare quanto l'atto di misurazione della polarizzazione ha disturbato i fotoni, che hanno fatto mediante l'osservazione delle particelle leggere entrambe prima e dopo la misura. Tuttavia, se “prima che lo scatto„ disturbi il sistema, “dopo che lo scatto„ sarebbe alterato.

I ricercatori hanno trovato un modo intorno a questo Inestricabile meccanico di quantum usando le tecniche dalla teoria di misura di quantum per rubacchiare le sbirciate non perturbarici dei fotoni prima che la loro polarizzazione fosse misurata. “Se interagite molto debolmente con la vostra particella di quantum, non la disturberete molto,„ avete spiegato Lee Rozema, un candidato di Ph.D. nella ricerca dell'ottica di quantum all'Università di Toronto ed all'autore principale dello studio. Le interazioni Deboli, tuttavia, possono essere come le fotografie granulari: rendono le informazioni pochissime sulla particella. “Se catturate appena una singola misura, ci sarà molto disturbo in quella misura,„ ha detto Rozema. “Ma se ripetete la misura molti, molte volte, potete sviluppare le statistiche e potete esaminare la media.„

Confrontando migliaia di “prima„ e “dopo„ le visualizzazioni dei fotoni, i ricercatori ha rivelato che le loro misure precise hanno disturbato il sistema molto meno di quanto preveduto dalla formula originale di Heisenberg. I risultati del gruppo forniscono la prima prova sperimentale diretta che una nuova relazione di misura-perturbazione, computata matematicamente nel 2003 dal fisico Masanao Ozawa, all'Università di Nagoya nel Giappone, è più accurata.

“La misura di quantum di Precisione sta trasformandosi in in un argomento molto importante, particolarmente nei campi come la crittografia di quantum in cui contiamo sul fatto che la misura disturba il sistema per trasmettere saldamente le informazioni,„ abbiamo detto Rozema. “In pratica, il nostro esperimento indica che possiamo effettuare le misure più precise e dare meno perturbazione che noi precedentemente aveva pensato.„

Sorgente: http://www.osa.org/

Last Update: 5. October 2012 08:55

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