По экспериментальной физике студент Вернер Гейзенберг получил “неуд” от учителя – Г. Вина но благодаря покровительству своего наставника – А. Зоммерфельда, Гейзенберг не пересдавал эту тему (“История Физики”).
Гейзенберг, доказывая свою “правоту”, отомстил физикам экспериментаторам постулировав принцип неопределённости. Он гласит, что существует предел точности, с которой можно одновременно знать некоторые пары физических свойств частиц — например, положение и импульс. А “обосновал” н его математически, предложив считать синус прямого угла равным… бесконечности…
Принцип неопределённости экспериментаторы неоднократно преодолевали, но выбросить этот бредовый постулат никто не решился, ибо без него мало чего остается от квантовой механики.
Команда физиков под руководством доктора Тингрея Тана из Сиднейского университета продемонстрировала на эксперименте способ обойти принцип неопределённости. В лаборатории команда использовала одиночный захваченный ион, колеблющийся в ловушке. Это квантовый аналог маятника – одна из самых чистых и контролируемых систем в современной физике. Исследователи искусственно задавали иону строго контролируемые микроскопические сдвиги положения и импульса (известные по амплитуде и фазе, потому что они формировались теми же лазерами и электромагнитными полями), затем тысячи раз повторяли измерения и смотрели, насколько точно метод восстанавливает именно эти заранее известные изменения.
Ключевым элементом точных измерений стали “сетчатые состояния” связанные с коррекцией ошибок. Они позволяют кодировать информацию так, чтобы шум меньше влиял на результат.
Используя этот подход, исследователи впервые экспериментально показали, что можно измерять положение и импульс одновременно значительно точнее стандартного квантового предела.
Экспериментаторы не пытались измерить, где частица находится и как она движется вообще. Они измеряли только незначительные изменения – насколько частица сдвинулась и насколько изменилась её скорость по сравнению с тем, что было секунду назад. Этот подход позволил говорить про одновременное измерение двух параметров сразу. .
Сначала тот же самый ион, в той же ловушке и с теми же лазерами измеряли обычным способом и получили ровно ту точность, которую теория разрешает классическому квантовому измерению, а затем, не меняя оборудование, изменили только квантовое состояние частицы и стратегию считывания, после чего статистический разброс результатов при многократных повторах оказался меньше стандартного квантового предела именно для малых изменений положения и импульса.
Более того, когда исследователи отключали ключевые элементы новой схемы и возвращались к стандартным состояниям, преимущество полностью исчезало, что однозначно показывает – это не иллюзия прибора и не случайная флуктуация, а контролируемый эффект перераспределения квантовой неопределённости, допустимый квантовой механикой.