测不准原理或将被打破?新技术绕过了海森堡不确定性原理
洛桑联邦理工学院、剑桥大学、IBM研究-苏黎世分校的科学家们一起,揭示了光和机械运动之间相互作用中的新动力学,对旨在规避著名的"反向作用限制"问题中探测器的影响量子测量具有重要意义。近些年来,机械运动的经典测量极限已经超出了预期,例如在第一次直接观测引力波时,表现为千米级光学干涉仪中镜面的微小位移。在微观尺度上,原子力显微镜和磁共振力显微镜现在可以揭示材料的原子结构,甚至可以感觉到单个原子的自旋。
但是使用纯粹的常规手段,所能达到的敏感性有限。例如,在量子力学中,海森堡测不准原理暗示了"测量反作用"的存在:对粒子位置的精确测量总是会破坏任何关于它的动量,因此也就破坏了预测它的任何未来位置。回溯规避技术专门设计为"绕过"海森堡不确定性原理,通过仔细控制测量中获得的信息和未获得信息,例如只测量振荡器的振幅而忽略其相位。
理论上,这种方法具有无限的灵敏度,但代价是只有一半的可用信息。但撇开技术挑战不谈,科学家们普遍认为,这种光机械相互作用产生的任何动力效应,都不会带来任何进一步的复杂性。现在,为了提高此类测量的灵敏度,洛桑联邦理工学院的Tobias Kippenberg实验室与剑桥大学和IBM研究-苏黎世分校的科学家合作,发现了新的动力学,对可实现的灵敏度施加了意想不到的限制。
在发表在《物理评论X》期刊上的这项研究表明,光学频率的微小偏差与机械频率的偏差一起,可能会产生严重的后果(即使在没有外来影响的情况下)。因为机械振荡开始失控地放大,模仿"简并参数振荡器"的物理特性。在两个截然不同的光学机械系统中发现了相同行为,一个使用光学,另一个使用微波辐射,证实了这种动力学并不是任何特定系统所独有的。
洛桑联邦理工学院的研究人员通过调整频率绘制了这些动态的图景,证明了与理论的完美匹配。第一作者、科学家伊泰·肖罗尼(Itay Shomroni)表示:其他动力不稳定性几十年来一直为人所知,并被证明会困扰引力波传感器。现在,这些新结果必须在未来的量子传感器设计和相关应用中考虑,例如无反作用的量子放大。
博科园|研究/来自:洛桑联邦理工学院
参考期刊《物理评论X》
DOI: 10.1103/PhysRevX.9.041022
博科园|科学、科技、科研、科普
关注【博科园】看更多大美宇宙科学
交流、探讨、学习、科学圈
请下载我们手机软件:博科园
关注我们【微信公众号:博科园】后
①回复「天象预报」可以看日食、月食、流星雨、行星冲日、凌日、掩星及未来100年天象等各种预报数据,有趣天文奇观及时更新;
如下博科园全新版本
手机APP软件发现页截图
用电脑的伙伴,也可以来官网:
www.bokeyuan.net
一起追逐大美宇宙科学
老版本不在更新和维护,请及时卸载,下载全新版本!新版本暂还未上架应用商店,目前暂时只能在,博科园QQ群文件下载,也可在博科园官网下载
可怕的印式反卫星给近地轨道造400个碎片俄罗斯祭出快速对接能力利刃TO在最近的一次国际空间站补给任务中,由俄罗斯联盟火箭在拜特努尔发射的进步MS11货运飞船在升空之后,仅用了不到3个半小时就完成了对接国际空间站的全过程,再度创下了对接国际空间
新型无线通信系统让潜艇与飞机对话长期以来,水下游弋的潜艇和空中呼啸的飞机无法直接对话。因为在各自的介质中,飞机通过空气传播的无线电信号在水中会很快消失潜艇发出的声波信号,基本会被水面反射回去,而不会穿透水面。所以
研究人员3D打印出具有独特微波或光学特性的超材料据南极熊了解,塔夫茨大学的一个工程师团队开发了一系列具有独特微波或光学特性的3D打印材料,他们从飞蛾的复眼中获得灵感,制作出一种半球形装置,可以在选定的波长上从任何方向吸收电磁信号
与恐龙相遇!到诸城穿越亿年神秘之旅这个春天,穿越亿年与诸城恐龙相遇!距离咱青岛一个多小时车程的诸城,这里不仅有神秘的恐龙世界,还有举世震撼的地质奇观,世界规模最大的恐龙化石群,以及闻名世界的四大龙王举世罕见穿越亿年
异状!奇景!大彗星麦克诺特彗星长出了一条很长的丝状尾巴。壮观的尾巴横跨天空,在日落之后的几天里,南半球的观测者都能看到它。这个惊人的尾巴在长时间的广角相机曝光中显示出最大的程度。在某些时候,仅
银河系内漂浮一颗不合常理的恒星,科学家称该恒星不应该存在趣味探索讯在银河系一条长达数万光年的旋转臂上,漂浮着一颗名为J00230307的小型恒星。表面上它是一颗普通得不再普通的流浪恒星。但实际上,它是一颗古老得不再古的恒星。古老到我们无
天舟四号货运飞船船箭组合体顺利垂直转运至发射区将于近日择机发射据中国载人航天工程办公室消息,北京时间2022年5月7日,天舟四号货运飞船与长征七号遥五运载火箭组合体垂直转运至发射区。目前,文昌航天发射场设施设备状态良好,后续将按计划开展发射前
ASC科研探索科学家开发出强大的二维材料家族杜兰大学科学与工程学院的一个团队开发了一种新的二维材料系列,研究人员称其具有广阔的应用前景,包括先进的电子产品和高容量电池。该研究由物理与工程物理系助理教授MichaelNagui
中国墨子号创造新世界纪录记者5月6日从中国科学技术大学获悉,该校潘建伟院士及同事彭承志陈宇翱印娟等利用墨子号量子科学实验卫星,近期首次实现了地球上相距1200公里两个地面站之间的量子态远程传输,创造了新的
SpaceX带回4名宇航员紧接着发射53颗卫星侨报网讯太空探索技术公司(SpaceX)周五(6日)午夜时分将4名宇航员成功带回家,为该公司提供这一服务以来最繁忙的时段画上句号。降落在海水里的龙飞船正在被打捞上岸。(图片来源美联
特报40年佳作诞生记之报道大亚湾中微子实验持续追踪捉住好新闻中微子2012年12月22日,美国科学杂志公布2012年度十大科学突破大亚湾中微子实验成果入选报道。本报曾多次关注报道的大亚湾中微子实验昨天再传喜讯在美国科学杂志公布的2012年度十大科