ملخصات الأبحاث

قياس كَمِّي للحركة، يتجنب تأثير المكشاف في إطار مرجعي لكتلة سالبة

.C. Møller et al
  • Published online:

تقضي ميكانيكا الكَمّ بأن القياس المستمر لموضع جسم ما يفرض اضطرابًا كميًّا عشوائيًّا، ناتجًا عن تأثير المكشاف (QBA) على كمية تحرُّك الجسم. وتتحول هذه العشوائية مع مرور الوقت إلى عدم تيقن من موضع الجسم، مما يؤدي إلى عدم التيقن الشهير بشأن قياس الحركة. ونتيجة لهذه العشوائية، ووفقًا لمبدأ الشك لهايزنبرج، فإن تأثير المكشاف يضع حدًّا - يُسمى "الحد الكَمِّي القياسي" - على دقة استشعار الموضع، والسرعة، والتسارع. يبين الباحثون أنه يمكن تجنُّب تأثير المكشاف على مذَبذِب ميكانيكي عياني، إذا تم قياس الحركة في الإطار المرجعي لمذَبذِب ذريّ مغزلي. تتم الاستعانة بالضوء، لإجراء القياس الكَمِّي الجَمْعي لهذا النظام الهجين، المكوَّن من مذَبذِبين مختلفين، ومتباعدين. والمذبذب الميكانيكي هو بمثابة "طبلة" اهتزازية مكونة من غشاء عازل بحجم ملِّيمتر واحد، أما مذَبذِب اللف المغزلي، فهو بمثابة مجموعة ذَرية في مجال مغناطيسي. يتوافق اللف المغزلي الموجَّه على طول المجال المغناطيسي مع إشغال لف مغزلي مقلوب بقوة، وينتج مذَبذِب كتلة فعالة سالبة، في حين أن الاتجاه المعاكس يتوافق مع كتلة فعالة موجبة. يتم كبح تأثير المكشاف بقيمة - 1.8 ديسيبل في حالة الكتلة السالبة، ويتم تعزيز تأثيره بمقدار 2.4 ديسيبل في حالة الكتلة الموجبة. يمهد هذا النظام الكَمِّي الهجين الطريقَ نحو توليد التشابك والتواصل الكَمِّي عن بُعْد بين الأنظمة الميكانيكية والمغزلية، ونحو استشعار القوة، والحركة، والجاذبية، فيما وراء الحد الكَمِّي القياسي.