Физики из Австралии и Великобритании сделали то, что казалось недостижимым: они нашли способ измерять положение и импульс частицы одновременно с точностью выше прежних квантовых пределов. Это открывает дорогу к сенсорам нового поколения, которые смогут работать там, где сегодня бессильна даже самая передовая техника.
Принцип неопределённости Гейзенберга, сформулированный почти сто лет назад, утверждает: чем точнее измеряется одна характеристика частицы, тем больше ошибка в другой. Однако команда Тингрея Тана из Сиднейского университета придумала, как «перераспределить» эту неопределённость.
«Мы не нарушаем принцип Гейзенберга. Мы просто пожертвовали частью информации ради невероятной чувствительности к малым сигналам»
— Бен Бараджиола, соавтор исследования
Вместо привычного обмена точности на «глобальную картину» исследователи сделали ставку на мельчайшие детали. Для эксперимента они использовали ион, зажатый в ловушке, который колебался, словно микроскопический маятник. Подготовив его в особом «сеточном» состоянии, учёные смогли измерять сразу две характеристики с невероятной точностью.
«Подобно тому как атомные часы преобразили навигацию и связь, новые квантовые сенсоры могут открыть целые индустрии»
— Кристоф Валахю, Лаборатория квантового контроля Сиднейского университета
Такие сенсоры смогут фиксировать едва заметные изменения и применяться в самых разных сферах: от медицины и геологии до астрономии и транспорта. Особенно ценно, что они будут работать там, где GPS бесполезен — под землёй, под водой и даже в глубоком космосе.
Источник: Nature Physics
