Masanao Ozawa

Masanao Ozawa (jap. {{Modul:Vorlage:lang}} Modul:Multilingual:149: attempt to index field 'data' (a nil value), Ozawa Masanao; * 1950) ist ein japanischer Mathematiker und Physiker der Universität Nagoya. Er erlangte durch Arbeiten zur heisenbergschen Unschärferelation internationale Aufmerksamkeit.

Leben

Ozawa promovierte an der Tōkyō Kōgyō Daigaku und ist heute Professor an der Graduiertenschule für Informatik an der Universität Nagoya. Davor war er Professor in Nagoya und an der Universität Tōhoku. Er befasst sich insbesondere mit Quanteninformationstheorie, dem Messprozess in der Quantenmechanik und offenen Quantensystemen.

Ozawa-Ungleichung

Ozawa legte 2003 dar[1], dass die häufig in Vorlesungen vorgetragene Interpretation der Unschärferelation durch Werner Heisenberg als gegenseitige Störung bei Messungen nicht ganz korrekt sei. Ozawa analysierte mit der nach ihm benannten Ungleichung die unterschiedlichen Anteile an der Unschärferelation: $ \varepsilon (Q)\eta (P)+\varepsilon (Q)\sigma (P)+\sigma (Q)\eta (P)\geq {\frac {h}{4\pi }} $,

Dabei ist:

  • $ \varepsilon (Q) $ die Unbestimmtheit des Ortes: die mittlere Abweichung zwischen dem Ort vor der Wechselwirkung im Messgerät und dem Wert, der anschließend angezeigt wird (Messrauschen),
  • $ \eta (P) $ die Unbestimmtheit des Impulses: die mittlere Veränderung des Impulses während der Zeitentwicklung in der Messapparatur,
  • $ \sigma (P) $ die Quantenfluktuation des Impulses,
  • $ \sigma (Q) $ die Quantenfluktuation des Ortes und
  • $ h $ das Plancksche Wirkungsquantum (mit $ \hbar ={\frac {h}{2\pi }} $, womit die rechte Seite der obigen Ungleichung zu $ \hbar /2 $ wird).

Die Unschärferelation bleibt zwar als grundlegender Bestandteil der Quantenmechanik gültig, der Anteil $ \varepsilon (Q)\eta (P) $, der auf Störungen durch Messungen zurückführbar ist, lässt sich jedoch unter die Grenze der Unschärferelation $ h/4\pi $ drücken.

Experimenteller Nachweis

Seine Theorie konnte 2012 in einer Gruppe am Atominstitut der Technischen Universität Wien um Yuji Hasegawa durch Experimente mit Neutronenspins[2] und durch Versuche eines Teams der University of Toronto um Aephraim Steinberg mit polarisierten Photonen bestätigt werden.[3]

Auszeichnungen

Ozawa erhielt 2008 den Herbstpreis der Japanischen Mathematischen Gesellschaft[4] und 2010 den International Quantum Communication Award.

Weblinks

Einzelnachweise

  1. Masanao Ozawa: Universally valid reformulation of the Heisenberg uncertainty principle on noise and disturbance in measurement. In: Physical Review A. Band 67, Nr. 4, 11. April 2003, S. 042105, doi:10.1103/PhysRevA.67.042105, arxiv:quant-ph/0207121.
  2. Quantum Uncertainty: Are You Certain, Mr. Heisenberg? In: Science Daily. 18. Januar 2012
  3. Geoff Brumfiel: Common Interpretation of Heisenberg's Uncertainty Principle Is Proved False. Scientific American, 11. September 2012.
  4. {{Modul:Vorlage:lang}} Modul:Multilingual:149: attempt to index field 'data' (a nil value). {{Modul:Vorlage:lang}} Modul:Multilingual:149: attempt to index field 'data' (a nil value) (japanische mathematische Gesellschaft), 23. Juni 2012, abgerufen am 16. November 2012.

Die News der letzten Tage

16.05.2023
Sonnensysteme | Planeten | Geophysik
Die Kruste des Mars ist richtig dick
Dank eines starken Bebens auf dem Mars konnten Forschende der ETH Zürich die globale Dicke der Kruste des Planeten bestimmen.
11.05.2023
Sterne | Teleskope
Einblicke in riesige, verborgene Kinderstuben von Sternen
Mit dem Visible and Infrared Survey Telescope for Astronomy (VISTA) der ESO haben Astronomen einen riesigen Infrarot-Atlas von fünf nahe gelegenen Sternentstehungsgebieten geschaffen.
10.05.2023
Festkörperphysik | Quantenphysik | Quantencomputer
Verschränkte Quantenschaltkreise
ETH-Forschenden gelang der Nachweis, dass weit entfernte, quantenmechanische Objekte viel stärker miteinander korreliert sein können als dies bei klassischen Systemen möglich ist.
10.05.2023
Exoplaneten | Geophysik
Widerspenstiger Exoplanet lüftet seinen Schleier (ein bisschen)
Einem internationalen Forschungsteam, an dem das Max-Planck-Institut für Astronomie beteiligt ist, ist es nach fast 15 Jahren vergeblicher Anstrengungen gelungen, einige Eigenschaften der Atmosphäre des Exoplaneten GJ 1214 b zu ermitteln.
10.05.2023
Atomphysik
Forschende beschreiben flüssigen Quasikristall mit zwölf Ecken
Einen ungewöhnlichen Quasikristall hat ein Team der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg (MLU), der Universität Sheffield und der Jiaotong-Universität Xi'an gefunden.
08.05.2023
Quantenphysik
Künstliche Intelligenz lernt Quantenteilchen zu kontrollieren
In der Quantenforschung braucht man maßgeschneiderte elektromagnetische Felder, um Teilchen präzise zu kontrollieren - An der TU Wien zeigte man: maschinelles Lernen lässt sich dafür hervorragend nutzen.
06.05.2023
Teilchenphysik | Kernphysik
Elektronen-Rekollision in Echtzeit auf einen Schlag verfolgt
Eine neue Methode erlaubt, die Bewegung eines Elektrons in einem starken Infrarot-Laserfeld in Echtzeit zu verfolgen, und wurde am MPI-PKS in Kooperation zur Bestätigung theoretischer Quantendynamik angewandt.
05.05.2023
Satelliten und Sonden | Quantenoptik
GALACTIC: Alexandrit-Laserkristalle aus Europa für Anwendungen im Weltraum
Alexandrit-Laserkristalle eignen sich gut für den Einsatz in Satelliten zur Erdbeobachtung.
04.05.2023
Festkörperphysik | Quantenphysik
Nanophysik: Wo die Löcher im Flickenteppich herkommen
Patchwork mit Anwendungspotenzial: Setzt man extrem dünne Halbleiternanoschichten aus Flächen zusammen, die aus unterschiedlichen Materialien bestehen, so finden sich darin Quasiteilchen mit vielversprechenden Eigenschaften für eine technische Nutzung.
03.05.2023
Sterne | Teleskope
Astronomen finden weit entfernte Gaswolken mit Resten der ersten Sterne
Durch den Einsatz des Very Large Telescope (VLT) der ESO haben Forscher zum ersten Mal die Fingerabdrücke gefunden, die die Explosion der ersten Sterne im Universum hinterlassen hat.