Физиците почти докоснаха стандартния квантов предел

Учени от Калифорния в свои измервания успяха да се приближат най-много до стойността на стандартния квантов предел.

Изследването на авторите е публикувано в сп. Science и е представено на сайта на Националната лаборатория Лорънс в Бъркли.

За първи път физиците успяват да постигнат висока точност в своите измервания, която само четири пъти превишава стандартния квантов предел. Оценката на силата, получена от учените, е 42 йоктонютона.

В своята работа специалистите изследвали динамиката на облак, състоящ се от 1200 рубидиеви атома, охладени до температура, близка до абсолютната нула. Този атомен механичен осцилатор бил затворен в резонатор, представляващ оптичен капан, образуван от две стоящи светлинни вълни с дължина 860 и 840 нанометра.

Стандартният квантов предел представлява ограничение, налагано на процеса на измерване, следващо от принципа за неопределеност на Хайзенберг. В квантовата механика в процеса на измерване на някоя стойност в резултат на взаимодействието с измерващото устройство тя се променя, което налага ограничения на точността на измерванията.

Така според принципа на Хайзенберг, е невъзможно едновременно точно да се определят положението и импулсът. Точното измерване на импулса на частицата се съпровожда от неопределеност в определянето на нейните координати и обратното.

Физиците са започнали своята работа по достигане на стандартния квантов предел още през 80-те години на ХХ век и за първи път се доближават толкова близо до целта.

Изследването на учените ще позволи съществено придвижване в точността на прецизните експерименти, например свързани с регистрирането на гравитационните вълни.

В този случай се оказва важно измерването на разстояния от порядъка на една хилядна от диаметъра на протона, равна на около 0,876 фемтометра (един фемтометър е равен на 10^-15 метра).