Если вы когда-нибудь пытались одновременно измерить своё настроение и уровень кофеина, вы уже знаете, каково это — спорить с Хейзенбергом. И всё же группа исследователей из Университета Сиднея под руководством доктора Кристофа Валаху показала, что с принципом неопределённости можно не спорить, а вежливо обойти — так, чтобы никто не обиделся.
Секрет в том, что «обход» не ломает законов природы. Принцип Хейзенберга по‑прежнему непреклонен: чем точнее одно, тем расплывчатее другое. Но между «одним щелчком» и «умным сериалом» — пропасть. Вместо одиночного грубого измерения учёные применяют последовательность щадящих зондирований и математическую реконструкцию сигнала. В сумме это даёт больше полезной информации о положении и импульсе одного и того же объекта, чем классические схемы позволяли вытянуть за раз.
В Quantum Control Laboratory Института наноисследований Университета Сиднея (на фото — ионная ловушка, а перед ней — сам Валаху) эта идея обретает железо и лазеры. Подобные платформы тонко чувствуют мир — от дрожания заряжённых частиц до слабейших внешних полей. И когда сенсор учится читать две «несовместимые» величины аккуратными порциями, он становится не просто острее, но и полезнее в реальном мире.
Что это даёт? Представьте навигацию, которая работает там, где GPS сдаётся; биомедицинскую диагностику, улавливающую микроскопические сдвиги; транспортные системы, реагирующие на вибрации ещё до того, как они станут проблемой; квантовые компьютеры и связи, которым нужна сверхтонкая калибровка. Везде, где важны и «где мы» и «как быстро меняемся», такой сенсор — находка.
Важно: никто не отменяет фундаментальных границ. Точность всё равно покупается ценой шума, статистики и аккуратного дизайна эксперимента. Но новый подход меняет баланс сил: вместо жёсткого или‑или мы получаем разумное и‑и, которое в сумме приносит больше.
Иногда великие принципы не нужно ломать — достаточно найти правильный шаг в танце с ними. И у сиднейской команды он, похоже, получается. Фото: Fiona Wolf/The University of Sydney.