Osäkerhetsprincipen, introducerades först av Werner Heisenberg i slutet av 1920 -talet, är ett grundläggande begrepp för kvantmekanik. I kvantvärlden, partiklar som elektronerna som driver all elektrisk produkt kan också bete sig som vågor. Som ett resultat, partiklar kan inte ha en väldefinierad position och fart samtidigt. Till exempel, mätning av en partikels momentum leder till en störning av läget, och därför kan positionen inte definieras exakt.

I ny forskning har publicerad i Vetenskap , ett team som leds av professor Mika Sillanpää vid Aalto -universitetet i Finland har visat att det finns ett sätt att komma runt osäkerhetsprincipen. Teamet inkluderade Dr. Matt Woolley från University of New South Wales i Australien, som utvecklat den teoretiska modellen för experimentet.

Istället för elementära partiklar, teamet utförde experimenten med mycket större föremål:två vibrerande trumskallar en femtedel av bredden på ett människohår. Trumskallarna tvingades noggrant till att bete sig kvantemekaniskt.

"I vårt arbete, trumspetsarna uppvisar en kollektiv kvantrörelse. Trummorna vibrerar i motsatt fas till varandra, så att när en av dem är i ett slutläge av vibrationscykeln, den andra är i motsatt position samtidigt. I den här situationen, kvantosäkerheten i trummornas rörelse upphävs om de två trummorna behandlas som en kvantmekanisk enhet, "förklarar huvudförfattaren till studien, Dr Laure Mercier de Lepinay.

Detta innebär att forskarna samtidigt kunde mäta positionen och momenten för de två trumskallarna - vilket inte borde vara möjligt enligt Heisenbergs osäkerhetsprincip. Genom att bryta mot regeln kan de karaktärisera extremt svaga krafter som driver trumspetsarna.

"En av trummorna svarar på alla andra trummors krafter på det motsatta sättet, typ med en negativ massa, "Sillanpää säger.

Vidare, forskarna utnyttjade också detta resultat för att ge det mest solida beviset hittills att så stora föremål kan uppvisa det som kallas kvantinvikling. Intrasslade objekt kan inte beskrivas oberoende av varandra, även om de kan ha en godtyckligt stor rumslig separation. Förträngning gör att par objekt kan bete sig på ett sätt som motsäger klassisk fysik, och är nyckelresursen bakom nya kvanttekniker. En kvantdator kan, till exempel, utföra de beräkningar som behövs för att uppfinna nya läkemedel mycket snabbare än någon superdator någonsin kunde.

I makroskopiska objekt, kvanteffekter som trassel är mycket ömtåliga, och förstörs lätt av störningar från omgivningen. Därför, experimenten utfördes vid en mycket låg temperatur, bara en hundradel en grad över den absoluta nollan vid -273 grader.

I framtiden, forskargruppen kommer att använda dessa idéer i laboratorietester som syftar till att undersöka samspelet mellan kvantmekanik och gravitation. De vibrerande trumskallarna kan också fungera som gränssnitt för anslutning av noder i stor skala, distribuerade kvantnätverk.

Artikeln, "Kvantmekanikfritt undersystem med mekaniska oscillatorer, "av Laure Mercier de Lépinay, Caspar F. Ockeloen-Korppi, Matthew J. Woolley, och Mika A. Sillanpää publiceras i Vetenskap 7 maj.