I ricercatori dell'Università di Paderborn hanno sviluppato un nuovo metodo di misurazione della distanza per sistemi come GPS, che ottiene risultati più precisi che mai. Usando la fisica quantistica, il team guidato dalla professoressa Christine Silberhorn, vincitrice del Premio Leibniz, ha superato con successo il cosiddetto limite di risoluzione, che causa il "rumore" che possiamo vedere nelle foto, Per esempio. I loro risultati sono stati appena pubblicati sulla rivista accademica Revisione fisica X Quantum ( PRX Quantum ).

Il fisico Dr. Benjamin Brecht spiega il problema del limite di risoluzione:"Nelle misurazioni della distanza laser un rivelatore registra due impulsi luminosi di intensità diversa con una differenza di tempo. Più precisa è la misurazione del tempo, più precisamente è possibile determinare la distanza. Se la distanza temporale tra gli impulsi è maggiore della lunghezza degli impulsi, questo funziona bene." I problemi sorgono, però, come spiega Brecht, se gli impulsi si sovrappongono:"Allora non è più possibile misurare la differenza di tempo con i metodi convenzionali. Questo è noto come 'limite di risoluzione' ed è un effetto ben noto nelle foto. Strutture o trame molto piccole non possono più essere risolte. Questo è lo stesso problema, solo con la posizione piuttosto che con il tempo."

Un'ulteriore sfida, secondo Brecht, consiste nel determinare le diverse intensità di due impulsi luminosi, contemporaneamente alla loro differenza oraria e all'orario di arrivo. Ma questo è esattamente ciò che i ricercatori sono riusciti a fare:"con una precisione quantistica limitata, " aggiunge Brecht. Lavorando con partner della Repubblica Ceca e della Spagna, i fisici di Paderborn riuscirono persino a misurare questi valori quando gli impulsi si sovrapponevano del 90%. Brecht afferma:"Questo è ben oltre il limite di risoluzione. La precisione della misurazione è 10, 000 volte meglio. Utilizzando metodi della teoria dell'informazione quantistica, possiamo trovare nuove forme di misurazione che superano i limiti dei metodi consolidati."

Questi risultati potrebbero consentire miglioramenti significativi in ​​futuro alla precisione di applicazioni come LIDAR, un metodo di misurazione ottica della distanza e della velocità, e GPS. Ci vorrà un po 'di tempo, però, prima che questo sia pronto per il mercato, indica Brecht.