Koska se muotoiltiin ensimmäisen kerran 1927, vähän fysiikassa on ollut varmempaa kuin Heisenbergin epävarmuusperiaate.
Nimetty saksalaisen tutkijan Werner Heisenbergin mukaan, periaate osoittaa, että kvanttitasolla täydentävien ominaisuuksien tarkkuudella on raja. Jos piirrät esimerkiksi elektronin kulman, et voi sitten mitata myös sen amplitudia tai pyörimisnopeutta.
Epävarmuusperiaate on todella perustavanlaatuinen. Se sekoitetaan usein ”tarkkailijan” kanssa. vaikutus ”, joka myös haittaa kvanttimaailmaa, jossa tietyt kvanttilaitteiston ominaisuudet romahtavat tehtyjen mittausten seurauksena. Heisenbergin kaava toimii kaikissa aaltojärjestelmissä, vaikka kukaan ei etsi.
Tällä viikolla Giorgio Colangelon johtama joukkue Barcelonan tiede- ja teknologiainstituutista osoitti kuitenkin, että vaikka epävarmuus ei voi voidaan välttää, se voidaan syrjäyttää.
Luonnossa julkaistussa artikkelissa Colangelo ja kollegat osoittavat, että neutronin tai elektronin yhden ominaisuuden mittaamisesta syntyvä epävarmuus on mahdollista ”ohjata” toinen, joka ei vaadi huomiota – mikä mahdollistaa melkein täydellisen kolmanneksen mittaamisen.
Suoraan sanottuna: käy ilmi, että loppujen lopuksi on mahdollista mitata sekä amplitudia että kulmaa. elektroni, kunhan et välitä sen korkeudesta.
Colangelon tiimi työskenteli sen perusteella, että elektronilla on kaksi pyörimiskulmaa eikä yksi. Ensimmäinen – jonka tarkkuus olisi olla hyödyllinen – kohdistuu kompassin pisteisiin. Toinen on horisontin kanssa ja sillä ei ole merkitystä sen suhteen, miten lisää täydentävää tietoa elektronin kulman, mitatun alkuperäisen ominaisuuden tuntemiseen.
Idean testaamiseksi tutkijat jäähdyttivät ensin pienen atomipilven hieman yli nollan Kelvin-asteen. Sitten he käyttivät magneettikenttää spinin indusoimiseksi (sama periaate, jota magneettikuvauslaite käyttää) ja osoittivat laserilla sen mittaamiseksi.
”Ohjaamalla kvanttimittauksen taaksepäin toiminta melkein kokonaan mittaamattomaan spiniin komponentti ”, he kirjoittavat luonnossa, ne mahdollistivat” samanaikaisen tarkan tiedon pyörimiskulmasta ja spin-amplitudista ”.
Tällöin he eivät rikkoneet Heisenbergiä – joka tapauksessa mahdotonta – mutta he välttivät se.
Tulosta kuvailemalla tiimin jäsen Morgan Mitchell Espanjan fotonisten tieteiden instituutista valitsee popkulttuurilähteen.
”Epävarmuusperiaate on tutkijoille erittäin turhauttavaa – haluaisimme tietää kaiken, mutta Heisenberg sanoo, että emme voi ”, hän sanoo.
” Tässä tapauksessa löysimme kuitenkin tavan tietää kaikki meille tärkeät. Se on kuin Rolling Stones -laulu: et voi aina saada mitä haluat / mutta jos yrität joskus, saatat löytää / saat tarvitsemasi. ”
Ennen kuin koe voidaan suorittaa, tiimi piti suunnitella ja rakentaa useita uusia laitteita.
Nämä toimivat lopulta prototyyppeinä lääketieteellisen kuvantamisen, atomikellojen, geofysiikan ja nanotekniikan tekniikan parannuksissa – kaikki kentät, jotka kohtaavat päivittäin hämärtyvät vaikutukset. Heisenbergin lapsesta.