Науковці знайшли спосіб обійти одну з найскладніших концепцій у фізиці

Фізики з Великої Британії та Австралії повідомили, що знайшли спосіб обійти обмеження принципу невизначеності Гейзенберга, який майже сто років залишався одним із ключових і водночас найпроблемніших законів квантової фізики. Принцип, сформульований у 1927 році Вернером Гейзенбергом, стверджує: неможливо одночасно точно виміряти і положення, і імпульс об’єкта.

Дослідники пояснюють свою ідею аналогією з годинником: якщо бачимо лише годинникову стрілку, знаємо годину, але хвилини — лише приблизно. Якщо лише хвилинну — ситуація протилежна. У квантових вимірюваннях вони «перерозподілили» невизначеність, щоб відстежувати дрібні зміни положення та імпульсу навколо вибраної точки, навіть якщо абсолютне значення цієї точки залишається невідомим.

Експеримент виконали з іоном, утриманим у пастці за допомогою електричних та магнітних полів. Його перевели у так звані «гратчасті стани» — тип квантового стану, розроблений для корекції помилок у квантових комп’ютерах. Використовуючи цю методику, команда змогла фіксувати зміни на рівні половини нанометра, тобто розміру атома, а також надзвичайно слабкі сили.

«Ми не зруйнували принцип Гейзенберга. Наш протокол повністю працює в межах квантової механіки», — наголосив співавтор дослідження доктор Бен Бараджіола з університету RMIT. Вчений порівняв невизначеність із повітрям у повітряній кулі: його не можна прибрати, але можна «перемістити» в менш важливі параметри, залишивши точні вимірювання у потрібних.

Розробка відкриває практичні можливості для нових технологій. Дослідники вважають, що надточні квантові сенсори можуть знайти застосування у медицині, фізиці високих енергій та навігації. За словами одного з авторів, потенціал цієї технології можна порівняти з атомними годинниками, які колись революціонізували телекомунікації та навігацію.