Физикам удалось заглянуть в ящик Шредингера
Широко известен мысленный эксперимент Эрвина Шредингера. Не открыв ящик, невозможно узнать, жива или мертва заключенная в ней кошка. Однако ученым удалось обойти фундаментальный закон природы.
До сегодняшнего дня для измерения квантовой системы с 27 состояниями требовались многочисленные эксперименты, отнимающие огромное количество времени. Техника восстановления многомерного состояния называется квантовой томографией, аналогично процессу, широко применяемому в медицине, когда из двумерных картинок создается 3D-изображение.
Специалистам из университета Рочестера удалось разработать альтернативный метод прямого измерения квантового состояния, для которого требуется лишь один единственный эксперимент без последующей обработки результатов.
Работа ученых представляет огромный интерес, поскольку эффективный метод определения квантового состояния может найти широкое применение при создании новых систем передачи информации с высокой степенью безопасности, а также для понимания фундаментальных законов квантовой физики.
Техника прямого измерения была впервые открыта в 2011 году учеными из Национального научно-исследовательского совета Канады, которые использовали ее для определения местоположения и момента фотонов. В прошлом году исследовательская группа из Оттавы показала, что новая методика может быть использована для измерения состояний поляризации света. В представленной на прошлой неделе работе ученые, наконец, применили эту разработку к дискретной многомерной системе.
Идея методики состоит в следующем: проводится не одно, а два измерения квантовой системы подряд: сначала «слабое», а затем «сильное». Каждое измерение согласно принципу неопределенности Гейзенберга разрушает квантовое состояние, приводя к коллапсу волновой функции. Однако первое измерение настолько «слабо», что привносит с собой лишь слабые помехи, не разрушающие систему.
«Это все равно, что тайком заглянуть в ящик Шредингера, ? улыбается доктор Мехул Малик из исследовательской группы профессора Бойда. ? «Первое измерение фактически неудачное, поскольку не дает точно определить, жива ли кошка или подохла. Но какую-то информацию о здоровье животного мы все же получаем, и если повторить измерение несколько раз, можно с большой долей вероятности сказать о состоянии кошки Шредингера».
По утверждению Малика, «слабое» измерение не разрушает квантовое состояние, позволяя определить в последующем, «сильном» измерении, уже другой параметр системы.
Затем последовательность таких измерений повторяется для одинаково приготовленных квантовых систем до тех пор, пока не удастся определить волновую функцию с необходимой степенью точности.
Статья, посвященная новой разработке исследователей, опубликована в журнале Nature Communications.
Telegram 
Дзен 
VK Одной из главных анатомических особенностей эволюции рода Homo считается резкое увеличение объема черепной коробки за последние примерно два миллиона лет. За это время она в среднем увеличилась в три раза. Однако авторы нового исследования поставили под сомнение традиционную гипотезу, согласно которой этот процесс был результатом естественного отбора. По их мнению, он мог оказаться случайностью.
Сканирующая туннельная микроскопия достигла квантово-механического предела пространства-времени. Физики провели эксперимент и смоделировали перемещение одиночного электрона с атомарной точностью и скоростью в доли фемтосекунды. Результат показал границы применимости квантовых законов и объяснил механику сверхбыстрых процессов.
Британские палеонтологи установили, что самый первый окаменелый фрагмент динозавра, когда-либо найденный в Антарктиде, принадлежал титанозавру. Эта группа длинношеих ящеров-завроподов включает в себя самых огромных сухопутных существ, когда-либо ходивших по земле.
Анализ более 150 тысяч древних звезд Млечного Пути показал, что возраст космоса, судя по всему, близок к 13,8 миллиарда лет. Авторы нового исследования заключили, что сценарии, в которых Вселенную приходится делать заметно «моложе» ради решения хаббловского кризиса, плохо согласуются с наблюдениями. Это важно, поскольку возраст старейших светил — один из немногих независимых способов проверить космологические модели не по данным ранней Вселенной, а по объектам нашей собственной Галактики.
Сканирующая туннельная микроскопия достигла квантово-механического предела пространства-времени. Физики провели эксперимент и смоделировали перемещение одиночного электрона с атомарной точностью и скоростью в доли фемтосекунды. Результат показал границы применимости квантовых законов и объяснил механику сверхбыстрых процессов.
В 2025 году детекторы гравитационных волн уловили потенциальное слияние черных дыр крайне малой массы. Ученые из Университета Майами считают, что участники того события могут открыть новое направление в исследовании темной материи.
Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии