Site Sponsors
  • Oxford Instruments Nanoanalysis - X-Max Large Area Analytical EDS SDD
  • Strem Chemicals - Nanomaterials for R&D
  • Park Systems - Manufacturer of a complete range of AFM solutions

De QuantumMeting van de Precisie Bereikte met de Technieken van de zwak-Meting

Published on October 5, 2012 at 3:53 AM

De Wetenschappers die de ultra-kleine wereld van atomen bestuderen weten het onmogelijk is om bepaalde gelijktijdige metingen te maken, bijvoorbeeld te weten komend zowel de plaats als impuls van een elektron, met willekeurig op hoog niveau van precisie. Omdat de metingen het systeem storen, leidt de verhoogde zekerheid in de eerste meting tot verhoogde onzekerheid in de tweede.

De Universiteit van quantum de optica gediplomeerde studenten van Toronto Dylan Mahler (l) en Lee Rozema (r) bereidt paren verwarde fotonen voor om de storing te bestuderen de fotonen ervaren nadat zij worden gemeten. Het paar maakt deel uit van een team dat de graad van precisie die met zwak-metingstechnieken kan worden bereikt aantoonde, veroorzakend een re-evaulation van het Principe van de Onzekerheid van Heisenberg. Krediet: Dylan Mahler, Universiteit van Toronto.

De wiskunde van dit unintuitive concept - een stempel werd van quantumwerktuigkundigen - eerst geformuleerd door de beroemde fysicus Werner Heisenberg aan het begin van de 20ste eeuw en werd genoemd geworden Principe van de Onzekerheid Heisenberg. Heisenberg en andere wetenschappers veralgemeenden later de vergelijkingen om een intrinsieke onzekerheid in de eigenschappen van quantumsystemen, ongeacht metingen te vangen, maar het onzekerheidsprincipe wordt soms nog los toegepast op de meting-storing van Heisenberg originele verhouding. Nu hebben de onderzoekers van de Universiteit van Toronto het directste experimentele bewijsmateriaal verzameld dat de originele formulering van Heisenberg verkeerd is. De resultaten werden vorige maand gepubliceerd online in de Brieven van het dagboek Fysieke Overzicht en de onderzoekers zullen voor het eerst hun bevindingen op de Jaarlijkse Vergadering van de Optische (OSA) Maatschappij, Grenzen in Optica voorstellen (FiO), die Okt. -18 in van Rochester, N.Y. plaatsvinden 14.

De het teamopstelling van Toronto een apparaat om de polarisatie van een paar verwarde fotonen te meten. De verschillende polarisatiestaten van een foton, zoals de plaats en de impuls van een elektron, zijn wat bijkomende fysische eigenschappen worden genoemd, betekenend zijn zij onderworpen aan de algemene Heisenberg onzekerheidsverhouding. Het belangrijkste doel van de onderzoekers was te kwantificeren hoeveel de handeling van het meten van de polarisatie de fotonen stoorde, die zij door de lichte deeltjes waar te nemen allebei before and after de meting deden. Nochtans, als „alvorens het schot“ het systeem stoorde, „na schot“ worden bedorven.

De onderzoekers vonden een manier rond dit quantum mechanische Kansloos door technieken van quantummetingstheorie te gebruiken om non-disruptive heimelijk te nemen van de fotonen gluurt alvorens hun polarisatie werd gemeten. „Als u zeer zwak met uw quantumdeeltje interactie aangaat, zult u het niet zeer storen,“ verklaarde Lee Rozema, een kandidaat Ph.D. in quantumopticaonderzoek bij de Universiteit van Toronto, en hoofdauteur van de studie. De Zwakke interactie, echter, kunnen als korrelige foto's zijn: zij brengen zeer weinig informatie over het deeltje op. „Als u enkel één enkele meting neemt, zal er heel wat lawaai in die meting,“ bovengenoemde Rozema zijn. „Maar als u de meting velen herhaalt, vaak, kunt u statistieken opbouwen en kunt het gemiddelde bekijken.“

Door duizenden te vergelijken van „vóór“ en „na“ meningen van de fotonen, openbaarden de onderzoekers dat hun nauwkeurige metingen het systeem minder dan veel voorspeld door de originele formule Heisenberg stoorden. De resultaten van het team leveren het eerste directe experimentele bewijs dat nieuwe meting-storing verhouding, die mathematisch door fysicus Masanao Ozawa, bij de Universiteit van Nagoya in Japan, in 2003 gegevens wordt verwerkt, nauwkeuriger is.

„Wordt de quantummeting van de Precisie een zeer belangrijk onderwerp, vooral op gebieden zoals quantumcryptografie waar wij ons op het feit dat de meting het systeem stoort om informatie door te geven veilig,“ bovengenoemde Rozema baseren. „In wezen, toont ons experiment aan dat wij nauwkeurigere metingen kunnen maken en minder storing geven dan wij eerder.“ hadden gedacht

Bron: http://www.osa.org/

Last Update: 5. October 2012 08:54

Tell Us What You Think

Do you have a review, update or anything you would like to add to this news story?

Leave your feedback
Submit