стандартный квантовый пределэффект
В 1970-х Владимир Брагинский, анализируя пределы точности измерений в макроскопических квантовых системах, ввёл понятие стандартного квантового предела. Оно вытекает из принципа неопределённости Гейзенберга, но применимо к непрерывным измерениям. Если вы освещаете зеркало лазером, чтобы отслеживать его положение, квантовые флуктуации числа фотонов создают радиационное давление, которое случайно смещает зеркало. Суммарная ошибка координаты имеет минимум, который и называется SQL. Интересно, что этот предел можно обойти с помощью методов квантовой неразрушающей демолиции и сжатых состояний света.
Как работает
В интерферометрах для улавливания гравитационных волн лазерный луч отражается от массивных зеркал; давление света вызывает их дрожание, ограничивая чувствительность. Это и есть действие стандартного квантового предела.
💡 Гравитационно-волновые обсерватории LIGO уже работают в режиме, когда чувствительность ограничена именно квантовыми эффектами, а не классическими шумами.
\Delta x_{SQL} = \sqrt{\frac{\hbar \tau}{m}}
Δx_SQL — минимальная неопределённость координаты (среднеквадратичное отклонение), ħ — редуцированная постоянная Планка, ħ ≈ 1.0546×10⁻³⁴ Дж·с, τ — время измерения, m — масса свободной частицы (или зеркала).