Физикам удалось обойти принцип неопределенности

Специалисты из университетов Рочестера и Оттавы напрямую выполнили измерения поляризации света одновременно в двух различных базисах. Сведения были опубликованы в Nature Photonics, а на сайте Университета Рочестера приведен обзор работы.

Физики смогли обойти принцип неопределенности Гейзенберга, одновременно выполнив как горизонтально-вертикальную, так и диагональную поляризацию света для одной волны. С помощью эффекта двойного лучепреломления в кристалле света, группе ученых удалось разложить волну на поляризованные составляющие дважды, не допуская при этом коллапса волновой функции.

Принцип неопределенности заключается в невозможности точного определения одного параметра квантовой системы без влияния на другие сопутствующие параметры. Что касается поляризации света, то измерить сразу поляризацию одного и того же фотона по горизонтально-вертикальному базису, а также по диагональному невозможно, поскольку первое разделение волны на поляризованные составляющие (горизонтальную и вертикальную, например) скажется на всех последующих.

В ряде экспериментов группа ученых во главе с Робертом Бойдом (Robert Boyd) применяла слабое квантовое измерение, которое было продемонстрировано впервые в 2011 году в ходе одновременного измерения двух составляющих волновой функции – действительной и мнимой. Свет не полностью разделялся при прохождении через первый тонкий кристалл на горизонтальную и вертикальную поляризованные составляющие. Оставалась область перекрытия, служившая в качестве основы для измерения диагональной и антидиагональной поляризации на втором кристалле.

Ранее исследователи применяли метод квантовой томографии для однозначного определения всех параметров квантовой системы. Данный метод заключается в многократных измерениях в разных базисах. Он требовал значительных усилий относительно обработки полученных данных. Прямое определение параметров системы, требующее для уточнения результата нескольких измерений, позволит ускорить в значительной степени решение подобных задач.