data-mobile="true" data-tablet-width="1024" data-tablet-small-width="820" data-mobile-width="580">

Предел дробового шума: квантовые физики установили новый рекорд

predel

Ученые наконец решили главную проблему оптической физики и на практике доказали теорию о том, что измерение света в квантовом состоянии позволяет избавиться от «случайностей» во время расчетов и наблюдений.

В первом в своем роде эксперименте команда физиков преодолела так называемый предел дробового шума, максимизировав объем информации, которую можно извлечь из отдельных частиц света в оптических измерениях. На протяжении десятилетий физики-теоретики предсказывали, что измерения фотонов в квантовом состоянии обеспечат преимущество перед измерениями света в неквантовых системах — и теперь это наконец было подтверждено на практике.

Дробовой шум: электронная рябь

Дробовой шум — это беспорядочные флуктуации напряжений и токов относительно их среднего значения. Они возникают в цепях электронных устройств и обусловлены дискретностью самих носителей электрического заряда, то есть ионов и электронов. Поэтому перемещение каждого носителя заряда в общей цепи сопровождается всплеском тока. Квантовый физик Джефф Приде из Университета Гриффита в Австралии поясняет, что в квантовом состоянии, когда фотоны «спутаны» друг с другом, их свойства тоже вступают в связь. На практике это означает, что в измерениях меньше случайных величин, что делает их намного точнее. Однако ученые выяснили, что это работает только в том случае, если сами фотоны никуда не исчезают в процессе. Но куда может исчезнуть частица света?

Это связано с тем, что случайные ошибки проникают в оптические измерения в тот момент, когда некоторые фотоны непреднамеренно поглощаются или рассеиваются в измерительном устройстве, или же просто по разным причинам не могут быть обнаружены им. Именно этот фактор и создавал предел дробового шума, который не позволял ученым достичь теоретических пределов сверхчувствительных измерений фотонов в квантовом состоянии, но теперь это в прошлом.

Значение открытия

Приде отмечает, что сейчас физики могут отслеживать фотоны с высокой эффективностью, причем последние больше не «пропадают без следа». Оптическая физика используется повсеместно, от микробиологии и наноинженерии до астрономии, так что в будущем это открытие, к примеру, поможет сконструировать следующее поколение орбитальных зондов, которые смогут исследовать поверхность далеких планет и их лун даже сквозь плотную газовую атмосферу.

www.popmech.ru

Мы создали группу в ВК для того, чтобы быстро рассказывать вам новости. Подписывайтесь! → vk.com

Автор : btamedia

Читайте также

Виртуальный полет над Меркурием: видео

14-12-2017 Hits:6 Научные новости

Виртуальный полет над Меркурием: видео

С 2011 по 2015 годы на орбите Меркурия работала американская автоматическая станция «Мессенджер». На основе присланных ею данных специалисты NASA смоделировали виртуальный полет над поверхностью ближайшей к Солнцу планеты.

У новой цели New Horizons обнаружился спутник

14-12-2017 Hits:7 Научные новости

У новой цели New Horizons обнаружился спутник

Покинув систему Плутона, зонд New Horizons продолжает путешествие по поясу Койпера. Его следующая цель — объект MU69, и у него может быть спутник.

Обработка данных «Кассини» позволила подтвердить, что еще 200–300 миллионов лет назад у Сатурна не б…

14-12-2017 Hits:6 Научные новости

Обработка данных «Кассини» позволила подтвердить, что еще 200–300 миллионов лет назад у Сатурна не было системы колец

На этой неделе в США проходит ежегодное собрание Американского геофизического союза (AGU); его участники уже рассказали о том, как по спутниковым фотографиям моделировали первый за последние 54 года долгоживущий вулканический...

Насколько долго могла бы оставаться обитаемой планета, похожая на Марс, если бы она обращалась не во…

14-12-2017 Hits:6 Научные новости

Насколько долго могла бы оставаться обитаемой планета, похожая на Марс, если бы она обращалась не вокруг Солнца, а вокруг красного карлика?

На этот сложный вопрос ученые пытаются ответить, используя данные, собранные при помощи марсианской орбитальной миссии Mars Atmosphere and Volatile Evolution (MAVEN).

PepsiCo заказала у Tesla 100 электрических грузовиков

14-12-2017 Hits:7 Научные новости

PepsiCo заказала у Tesla 100 электрических грузовиков

  Новый электрический грузовик Tesla постепенно продолжает привлекать новых клиентов. Автомобиль еще не выпустили, однако крупные торговые сети им уже заинтересовались и делают пока небольшие, но весьма показательные запросы на его...

Дональд Трамп подписал «Директиву №1», предполагающую возвращение США на Луну

14-12-2017 Hits:8 Научные новости

Дональд Трамп подписал «Директиву №1», предполагающую возвращение США на Луну

Слухи о планах Соединенных Штатов высадить астронавтов на Марсе за последние десятилетия не утихали ни на миг. Между тем с каждым годом в научной среде возрастало понимание технической сложности и...

Открыта первая комета прилетевшая к нам от другой звезды

30-10-2017 Hits:134 Научные новости

Открыта первая комета прилетевшая к нам от другой звезды

2017 - год астрономических сенсаций! Сначала поймали гравитационные волны от слияния нейтронных звезд.

Гипотеза симуляции не была и не может быть опровергнута

30-10-2017 Hits:161 Научные новости

Гипотеза симуляции не была и не может быть опровергнута

Когда весь мир был потрясен трагедией в Лас-Вегасе, мне писали совсем о другом: Скотт, действительно ли физики доказали, что Вселенная — не компьютерная симуляция, и мы не можем жить в...

ESA опубликовало фотографии выброса на комете Чурюмова-Герасименко

30-10-2017 Hits:112 Научные новости

ESA опубликовало фотографии выброса на комете Чурюмова-Герасименко

За два года пребывания у кометы Чурюмова-Герасименко аппарат Rosetta зафиксировал множество проявлений ее активности: увеличивающуюся кому, выбросы вещества, вызванные этими процессами изменения рельефа и даже улетевший с поверхности в открытый...

Бывшие сотрудники SpaceX начнут печатать ракеты на 3D-принтерах

25-10-2017 Hits:130 Научные новости

Бывшие сотрудники SpaceX начнут печатать ракеты на 3D-принтерах

Чего только не сделаешь для того, чтобы удешевить производство космических ракет раз эдак в десять! Вот, к примеру, бывшие сотрудники SpaceX и Bue Origin основали стартап Relativity Space, цель которого...