الحد الكمي المعياريتأثير
في سبعينيات القرن العشرين، قدم فلاديمير براغينسكي، أثناء تحليله لحدود دقة القياس في الأنظمة الكمومية الماكروسكوبية، مفهوم الحد الكمي المعياري. وهو ينبثق من مبدأ الريبة لهايزنبرغ، لكنه ينطبق على القياسات المستمرة. إذا قمت بإضاءة مرآة بالليزر لتتبع موضعها، فإن التقلبات الكمومية في عدد الفوتونات تُحدث ضغطًا إشعاعيًا يزيح المرآة عشوائيًا. ويكون للخطأ الكلي في الإحداثي قيمة صغرى تسمى الحد الكمي المعياري. ومن المثير للاهتمام أنه يمكن تجاوز هذا الحد باستخدام طرق الهدم غير المتلف الكمي وحالات الضوء المضغوطة.
كيف يعمل
في مقاييس التداخل المستخدمة لالتقاط الموجات الثقالية، ينعكس شعاع الليزر عن مرايا ضخمة؛ ويسبب ضغط الضوء ارتعاشها، مما يحد من الحساسية. وهذا هو عمل الحد الكمي المعياري.
💡 تعمل مراصد الموجات الثقالية LIGO بالفعل في نظام تكون فيه الحساسية محدودة بالتأثيرات الكمومية، وليس بالضوضاء الكلاسيكية.
\Delta x_{SQL} = \sqrt{\frac{\hbar \tau}{m}}
Δx_SQL — أقل قدر من عدم التأكد في الإحداثي (الانحراف المعياري)، ħ — ثابت بلانك المختزل، ħ ≈ 1.0546×10⁻³⁴ جول·ثانية، τ — زمن القياس، m — كتلة الجسيم الحر (أو المرآة).