Zasada nieoznaczoności, zaproponowana przez Wernera Heisenberga niemal sto lat temu to jeden z filarów mechaniki kwantowej. Mówi ona, że niektórych właściwości światła i materii nie da się jednocześnie zmierzyć z dowolną precyzją – np. im dokładniej mierzy się pęd elektronu, tym mniej dokładnie można poznać jego położenie, i odwrotnie.

Do tej pory jednak zasady tej nigdy nie zaobserwowano bezpośrednio ani nie śledzono jej w czasie rzeczywistym – wyjaśniają autorzy publikacji, która ukazała się w piśmie „Light Science & Applications”.

Międzynarodowy zespół badaczy wykorzystał ultrakrótkie impulsy światła, aby zarejestrować dynamikę kwantowej niepewności w skalach attosekundowych (attosekunda jest równa jednej trylionowej części sekundy).

Wyniki pokazują, że niepewność kwantowa nie jest wartością stałą, lecz zmienną, którą można mierzyć i potencjalnie kontrolować.

- To zwrot paradygmatu w optyce kwantowej - pokazaliśmy, że niepewność można mierzyć w czasie rzeczywistym i nad nią panować – mówi dr Mohammed Th. Hassan z University of Arizona.

Naukowcy zaproponowali także nowy protokół komunikacji kwantowej w skali petahercowej, w którym informacje są kodowane bezpośrednio w ultrakrótkich falach światła. Ma to umożliwić szybszą transmisję danych oraz wielowarstwowe zabezpieczenia przed podsłuchem.

Badania te otwierają też drogę do obserwowania zjawisk kwantowych w niezwykle krótkich przedziałach czasu i mogą przyspieszyć rozwój technologii komunikacji kwantowej oraz petahercowej optoelektroniki – podkreślają specjaliści.

Marek Matacz (PAP)

mat/ agt/