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Medida do Quantum da Precisão Conseguida com Técnicas da Fraco-Medida

Published on October 5, 2012 at 3:53 AM

Cientistas que estudam o mundo ultra-pequeno dos átomos sabem que é impossível fazer determinadas medidas simultâneas, por exemplo encontrando o lugar e o impulso de um elétron, com arbitrariamente um nível elevado de precisão. Porque as medidas perturbam o sistema, a certeza aumentada na primeira medida conduz à incerteza aumentada no segunda.

Universidade de alunos diplomados Dylan Mahler do sistema ótico do quantum de Toronto (l) e Lee Rozema (r) prepara pares de fotão complicados para estudar o distúrbio que os fotão experimentam depois que são medidos. Os pares são parte de uma equipe que demonstre o grau de precisão que pode ser conseguido com técnicas da fraco-medida, causando um re-evaulation do Princípio de Incerteza de Heisenberg. Crédito: Dylan Mahler, Universidade de Toronto.

A matemática deste conceito unintuitive - uma indicação da mecânica quântica - primeiramente foi formulada pelo físico famoso Werner Heisenberg no início do século XX e tornou-se conhecida como o Princípio de Incerteza de Heisenberg. Heisenberg e outros cientistas generalizaram mais tarde as equações para capturar uma incerteza intrínseca nas propriedades de sistemas de quantum, apesar das medidas, mas o princípio de incerteza é aplicado às vezes ainda frouxamente ao relacionamento original do medida-distúrbio de Heisenberg. Os pesquisadores da Universidade de Toronto têm recolhido Agora o a maioria evidência experimental directa que a formulação original de Heisenberg é errada. Os resultados foram publicados em linha nas Letras Físicas da Revisão do jornal no mês passado e os pesquisadores apresentarão seus resultados pela primeira vez na Reunião Anual (OSA) da Sociedade Óptica, Fronteiras nos Sistemas Óticos (FiO), ocorrendo em Rochester, N.Y. o 14 de outubro -18.

A equipe de Toronto estabelece um instrumento para medir a polarização de um par de fotão complicados. Os estados de polarização diferentes de um fotão, como o lugar e o impulso de um elétron, são o que são chamados propriedades físicas complementares, significando eles são sujeitos ao relacionamento generalizado da incerteza de Heisenberg. O objectivo principal dos pesquisadores era determinar quanto o acto de medir a polarização perturbou os fotão, que fizeram observando as partículas claras ambas antes e depois da medida. Contudo, se “antes que o tiro” perturbar o sistema, “depois que o tiro” seria manchado.

Os pesquisadores encontraram uma maneira em torno deste Inextricável mecânico do quantum usando técnicas da teoria da medida do quantum aos auges não disruptivos da espreitadela dos fotão antes que sua polarização estêve medida. “Se você interage muito fraca com sua partícula do quantum, você não a perturbará muito,” explicou o Lee Rozema, um candidato do Ph.D. na pesquisa do sistema ótico do quantum na Universidade de Toronto, e o autor principal do estudo. As interacções Fracas, contudo, podem ser como fotografias granulados: rendem a informação muito pequena sobre a partícula. “Se você toma apenas uma única medida, haverá muito ruído nessa medida,” disse Rozema. “Mas se você repete a medida muitos, muitas vezes, você pode acumular estatísticas e pode olhar a média.”

Comparando milhares de “antes” e “após” das vistas dos fotão, pesquisadores revelou que suas medidas precisas perturbaram o sistema previsto muito menos do que pela fórmula original de Heisenberg. Os resultados da equipe fornecem a primeira evidência experimental directa que um relacionamento novo do medida-distúrbio, computado matematicamente pelo físico Masanao Ozawa, na Universidade de Nagoya em Japão, em 2003, é mais exacto.

Da “a medida do quantum Precisão está transformando-se um assunto muito importante, especialmente nos campos como a criptografia do quantum onde nós confiamos no facto de que a medida perturba o sistema a fim transmitir firmemente a informação,” dissemos Rozema. “Essencialmente, nossa experiência mostra que nós podemos fazer umas medidas mais precisas e dar menos distúrbio do que nós tinha pensado previamente.”

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

Last Update: 5. October 2012 08:57

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