ハイゼンベルクの効果の不確定性


1927年、物理学ではハイゼンベルクの不確定性原理ほど確実なものはほとんどありませんでした。

ドイツの科学者ヴェルナーハイゼンベルクにちなんで名付けられたこの原理は、量子レベルで補完的な特性を測定できる精度に限界があることを示しています。たとえば、電子の角度をプロットすると、その振幅やスピン速度も測定できなくなります。

不確定性原理は本当に基本的なものです。「観測者」と混同されることがよくあります。効果」も量子世界を悩ませます。そこでは、測定が行われた結果として、量子セットアップの特定の特性が崩壊します。ハイゼンベルグの公式は、誰も見ていないときでも、すべての波動システムで機能します。

しかし、今週、バルセロナ科学技術研究所のジョルジオコランジェロが率いるチームは、不確定性ができないことを示しました。

Natureに掲載された論文で、Colangeloらは、中性子または電子の1つの特性を測定することから生じる不確定性をに「向ける」ことが可能であることを示しています。注意を必要としない別の方法–したがって、3分の1のほぼ完全な測定が可能になります。

率直に言って、結局のところ、振幅と角度の両方を測定することが可能であることがわかります。電子は、その高さを気にしない限り。

Colangeloのチームは、電子には1つではなく2つのスピン角があることに基づいて作業しました。1つ目は、精度が高くなるものです。便利である–コンパスのポイントと整列します。2番目は地平線と整列し、それがどのように行われるかという点では無関係です。電子の角度、測定された初期特性の知識に補足情報を追加します。

アイデアをテストするために、科学者は最初に原子の小さな雲をケルビン0度より少し上まで冷却しました。次に、磁場を印加してスピンを誘発し(MRIマシンが使用するのと同じ原理)、レーザーをそれに向けて測定しました。

「量子測定の逆作用をほぼ完全に未測定のスピンに向けることによって

そうすることで、ハイゼンベルグに違反することはありませんでした。とにかく不可能な作業でしたが、回避しました。

結果を説明すると、スペインの光科学研究所のチームメンバーであるモーガンミッチェルはポップカルチャーの参照を選択します。

「科学者にとって、不確定性原理は非常に苛立たしいものです–私たちはすべてを知りたいのですが、ハイゼンベルグは私たちにはできないと言っています」と彼は言います。

「しかし、この場合、私たちは私たちにとって重要なすべてを知る方法を見つけました。ローリングストーンズの曲のようなものです。常に欲しいものが手に入るとは限りませんが、時々試してみると、必要なものが見つかるかもしれません。」

実験を行う前に、チームはいくつかの新しい機器を設計および構築する必要がありました。

これらは最終的に、医療画像、原子時計、地球物理学、ナノテクノロジーで現在使用されている技術の改良のプロトタイプとして機能します。これらはすべて、あいまいな影響に日々直面しています。ハイゼンベルグの子の。

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