O echipă internaţională de oameni de ştiinţă a prezentat dovada ce confirmă existenţa unui element cheie din cadrul fizicii cuantice, legătura reciprocă dintre precizia de determinare a poziţiei şi modificarea impulsului asociat acestei măsurători, după 80 de ani după ce aceasta a fost propusă pentru prima oară.

 

 

Unul dintre conceptele de bază din cadrul mecanicii cuantice afirmă că este imposibil de a observa obiectele din cadrul fizicii cuantice fără a le afecta pe acestea într-un mod semnificativ; nu se poate efectua o măsurătoare fără a produce perturbarea obiectului analizat.

Într-o lucrare din anul 1927, Werner Heisenberg, unul dintre oamenii de ştiinţă care au pus bazele teoriilor fundamentale ale fizicii moderne, a susţinut că acest concept ar putea fi exprimat sub forma unei relaţii de incertitudine care descrie legătura reciprocă dintre precizia de determinare a poziţiei unei particule şi modificarea impulsului. Cu toate acestea, el nu a prezentat nicio dovadă pentru teoria sa care s-a bazat, în mare măsură, pe intuiţie.

Citiţi şi: Heinsenberg şi principiul incertitudinii

În prezent, profesorul Paul Busch de la University of York, Marea Britanie, profesorul Pekka Lahti de la University of Turku, Finlanda şi profesorul Reinhard Werner din cadrul Leibniz Universität Hannover, Germania, au prezentat, în cele din urmă, o formulare exactă şi dovada legăturii dintre precizia de determinare a poziţiei şi modificarea de viteză asociată acestei măsurători în cadrul unui articol publicat în revista Physical Review Letters.

Studiul cercetătorilor are implicaţii importante în vederea dezvoltării criptografiei cuantice şi a calculatoarelor cuantice, deoarece el confirmă că mesajele cuantice criptate pot fi transmise în siguranţă, deoarece un spărgător de coduri va perturba, cu siguranţă, sistemul cuantic care transmite mesajul şi această acţiune poate fi detectată.

Profesorul Busch din cadrul Department of Mathematics al University of York a declarat: „În timp ce sloganul „nicio măsurătoare fără perturbări" s-a impus sub numele de efectul lui Heisenberg în conştiinţa publicului interesat de ştiinţă, încercarea de a descrie cu precizie această caracteristică fundamentală a lumii cuantice a rămas ambiguă, iar tentativele serioase de a găsi o formulare exactă a acesteia, pe baza teoriei cuantice, au condus la obţinerea unor rezultate preliminare care, aparent, sunt contradictorii.

Am arătat că, în ciuda unor afirmaţii recente ce ar contrazice teoria cuantică, inegalităţile lui Heisenberg pot fi dovedite că descriu un compromis între precizia de măsurare a poziţiei şi modificarea impulsului ce rezultă în urma operaţiei de măsurare şi viceversa".

Cercetarea a presupus determinarea modului prin care se corelează măsurătorile simultane ale poziţiei şi momentului unei particule. Măsurătorile efectuate au stabilit erorile ce apar în cazul determinării valorii lor, sub forma unei împrăştieri a datelor din cadrul unei distribuţii a rezultatelor, în situaţia în care poziţia sau impulsul unei particulei sunt stabilite cu precizie. Ei au descoperit că aceste erori, referitoare la măsurătorile combinate ale poziţiei şi ale impulsului, respectă principiul de incertitudine al lui Heisenberg.

Profesorul Werner a declarat: „Din când eram student m-am întrebat ce ar putea însemna o perturbare „incontrolabilă" a momentului din cadrul experimentului mental al lui Heisenberg. Conform studiului nostru este acum clar că aceasta nu reprezintă doar o modificare a momentului, ci şi că nu există nicio modalitate de a obţine valoarea acestuia din cadrul unei stări ulterioare procesului de măsurare".

Profesorul Lahti a adăugat: „Este impresionant să observăm cum intuiţiile unor mari maeştri, ce au fost formulate într-un stadiu incipient de dezvoltare al unei teorii, se dovedesc ulterior a fi adevărate".



Traducere de Cristian-George Podariu după physicists-heisenberg-intuition cu acordul editorului

Write comments...
symbols left.
You are a guest ( Sign Up ? )
or post as a guest
Loading comment... The comment will be refreshed after 00:00.

Be the first to comment.