el principio de incertidumbre de Heisenberg plantea que existe un límite fundamental para la precisión con la que se pueden medir las llamadas variables complementarias, como la posición y el momento. Es decir, cuanto más precisa sea la velocidad y la dirección y, por lo tanto, el momento dese conoce una partícula cuántica, cuanto menos seguros podamos estar sobre su posición. Sorprendentemente, esta limitación intrínseca se puede relajar cuando las mediciones extraen funciones periódicas de posición y momento con una longitud característica y una escala de momento, respectivamente. En pocas palabras, la incertidumbre enLa variable se puede 'extender' en estructuras anchas en forma de peine, donde cada diente todavía está relativamente afilado, lo que permite mediciones precisas en un rango limitado.
Christa Fluehmann y sus colegas en el grupo de Jonathan Home en el Departamento de Física de ETH Zurich ahora han explorado el uso de tales medidas 'modulares' de posición y momento para estudiar el comportamiento dinámico de un oscilador mecánico que consiste en un solo ion atrapado.Como informan en un documento que apareció en línea hoy en Revisión física X utilizaron secuencias de múltiples mediciones periódicas de posición y momento para demostrar que variar el período controla si una medición perturba o no el estado de la siguiente. A valores específicos del período, encontraron que tales mediciones pueden evitar perturbaciones, mientras queotras opciones producen una fuerte perturbación. La observación de perturbaciones es una señal de que el ion único muestra un comportamiento mecánico-cuántico: para un oscilador clásico, se espera que las mediciones modulares no se alteren nunca.
La capacidad de ajustar el grado de perturbación entre las mediciones posteriores abre la posibilidad de realizar pruebas fundamentales de la mecánica cuántica. La mecánica cuántica se puede distinguir de la física clásica no solo considerando las conexiones causales, cuánto perturba una medición la siguientepero también observando las correlaciones entre las mediciones. Fluehmann et al. exploran estas últimas midiendo correlacionadores de tiempo entre las mediciones secuenciales y las utilizan para violar la llamada desigualdad Leggett - Garg que también es inherentemente imposible con un sistema puramente clásicoEn este caso, algunas de las violaciones no pueden explicarse por la perturbación entre mediciones posteriores. La relación entre la perturbación y las violaciones de la desigualdad Leggett - Garg es sutil, pero cualquiera de los dos métodos certifica la naturaleza cuántica de los estados de oscilador creados.Los estados se encuentran entre los estados de oscilador cuántico más complejos producidos hasta la fecha.amed Schroedinger experimentó gedanken con gatos en ocho estados mesoscópicos distintos, análogo a un gato que se encuentra en varias etapas distintas de enfermedad en lugar de simplemente estar vivo o muerto.
Con miras a implicaciones prácticas, la posición modular y la medición del momento son componentes centrales de una serie de propuestas para la computación cuántica y los protocolos de medición de precisión que explotan las funciones periódicas de posición y momento para escapar del principio de incertidumbre de Heisenberg. El trabajo de Fluehmann y sulos compañeros de trabajo proporcionan un ingrediente fundamental, la medición, para tales aplicaciones, lo que los acerca a su alcance.
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Materiales proporcionado por ETH Departamento de Física de Zurich . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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