Группе ученых-физиков из университета Квинсленда (University of Queensland), Австралия, произведя высокоточные измерения одновременно нескольких характеристик отдельных фотонов, удалось успешно преодолеть ограничения, накладываемые известным принципом квантовой неопределенности Гейзенберга. Эти новые методы измерений характеристик квантовых частиц могут послужить основой для дальнейшего продвижения вперед технологий квантовых вычислений, квантовых коммуникаций и создания новых типов датчиков различных величин, использующих в своей работе принципы квантовой механики.
Почти столетие назад известный физик-теоретик Вернер Карл Гейзенберг, один из основоположников квантовой механики и лауреат Нобелевской премии по физике 1932 года, определил фундаментальные ограничения по точности измерений характеристик любой квантовой системы, которые получили впоследствии название принципа неопределенности Гейзенберга. В соответствии с принципом неопределенности невозможно одновременно измерить с высокой точность две или больше связанных характеристик квантовой системы, к примеру, скорость и местоположение квантовой частицы. Измерение одной характеристики окажет негативное влияние на значение второй характеристики, что приведет к уменьшению точности измерений.
Группе ученых, в состав которой входит Мартин Рингбоер (Martin Ringbauer), студент-выпускник Школы математики и физики университета Квинсленда и автор статьи, опубликованной в журнале Physical Review Letters, удалось использовать работу Сирила Брэнкиарда (Cyril Branciard) другого ученого из этого же университета. В прошлом году Брэнкиард предложил понятие "отношений неопределенности", которые определяют количественные значения вмешательств измерений одной характеристики в значение второй связанной характеристики квантовой частицы при требуемой точности измерений.
Используя эти "отношения неопределенности", позволяющие компенсировать негативные влияния, исследователи провели совместные измерения некоторых параметров фотонов света, результаты и точность измерений которых впоследствии были подтверждены независимыми измерениями каждого параметра в отдельности.
Ученые считают, что полученные ими экспериментальные результаты уже содержат некоторое количество ответов на давнишние фундаментальные вопросы квантовой механики. "Принцип неопределенности является одной из главных особенностей квантовой механики, которая не очень верно трактовалась до последнего времени" - рассказывает Мартин Рингбоер, - "Теперь у нас имеется новая более полная теория, подтвержденная экспериментальными данными. И, согласно нашему мнению, настала пора переписать некоторые главы учебника по квантовой механике".