Физики связали корпускулярно-волновой дуализм и принцип неопределенности

    Наглядный сюрприз: квантовая физика наименее сложновата, чем кажется. Интернациональная команда ученых обосновала, что две типичных индивидуальности квантового мира, кои раньше числились различными, оказались разнообразными проявлениями единого и такого же. Результаты работы были размещены 19 декабря в Nature Communications.

    Физики связали корпускулярно-волновой дуализм и принцип неопределенности

    Патрик Коулз, Жедржей Канивски и Стефани Венер пришли к собственным выводам, работая посередине квантовых технологий Государственного вуза Сингапура. Они нашли, что «корпускулярно-волновой дуализм» — это же ординарно замаскированный квантовый «принцип неопределенности», сведя две загадки в одну.

    «Связь меж неопределенностью и корпускулярно-волновым дуализмом оказывается полностью естественной, когда вы подразумеваете под ними вопросцы об фолиант, какую информацию сможете получить об системе. Наш итог подчеркивает силу мышления в физике исходя из убеждений информации», — разговаривает Венер, сегодня доцент квантовой механики в Институте Делфта в Нидерландах.

    Это же открытие углубляет наше осознание квантовой механики и может породить поток мыслях для новеньких применений корпускулярно-волнового дуализма.

    Корпускулярно-волновой дуализм — это мысль об фолиант, что квантовый объект ведет себя как только волна, однако волновое поведение исчезает, ежели вы пытаетесь обозначить пространство объекта. Идеальнее всего он проявляет себя в опыте с двумя щелями, когда единичные крупицы, скажем, электроны, пропускают сквозь дисплей с двумя узенькими щелями. Крупицы образуют интерференционную картинку на задней стене за щелями, даже ежели них выпускать по одиночке, однако ежели ученые пробуют проследить, сквозь какую щель пролетают крупицы, они проникают исключительно в одно пространство. Появляется чувство, что крупицы дурачат нас, запрещая нам подглядывать, как только они творят собственную волновую магию.

    Принцип квантовой неопределенности — это мысль тамошнего, что нереально определенно аристократию две вещи об крупице сразу. Например, чем вернее вы понимаете местоположение атома, тем самым наименее определенно вы сможете обусловить скорость, с которой он движется. Это же ограничение покоится в базе самой природы не находится в зависимости от свойства измерений. Новенькая работа демонстрирует, что количество инфы, которое вы сможете познать об волновом поведении крупицы (а уж и не об точечной крупице) в системе, ограничено ровно так же, как дозволяет принцип неопределенности.

    Корпускулярно-волновой дуализм и принцип неопределенности были базовыми концепциями квантовой физики с 1900-х годов.

    Физики связали корпускулярно-волновой дуализм и принцип неопределенности

    «Мы нутром чуяли, и лишь нутром, что меж ними обязана быть связь», — разговаривает Коулз.

    Существуют вероятность записать уравнения, кои отображают, как только не мало можно познать об паре качеств, вытекающих из принципа неопределенности. Коулз, Канивски и Венер — специалисты в образах этаких уравнений, кои знамениты как только «энтропийные соотношения неопределенностей» — обнаружили, что вся арифметика, которая ранее обрисовывала корпускулярно-волновой дуализм, возможно переписана в определениях этих соотношений.

    «Мы как будто нашли «розеттский камень», который сплотил два различных языка, — разговаривает Коулз. — Литература корпускулярно-волнового дуализма существовала иероглифами, кои мы сейчас можем перевести в родной язык. У нас существовало несколько моментов с «эврика!», когда мы в конце концов сообразили это».

    Так как энтропийные соотношения неопределенностей употребляются в сфере квантовой криптографии — схемах шифрования с внедрением квантовых частиц — ученые подразумевают, что них работа вдохновит инженеров на производство новеньких протоколов шифрования.

    В наиболее ранешних работа Венер и коллеги отыскали взаимосвязь меж принципом неопределенности и альтернативный физикой — квантовой «нелокальностью» и вторым законом термодинамики. Последующей целью исследователей будет осмысление тамошнего, как только эти части пазла можно собрать воедино и образовать общую картинку здания природы.