Misurare lo spin di uno spin-1/2 e ottenere un risultato pari a 7

Abstract degli autori

Il valore debole di un operatore è il risultato medio della misurazione di quell’operatore su un sistema quantistico, date specifiche condizioni iniziali e finali. La sovrapposizione tra questi stati compare al denominatore del valore debole; pertanto, se è piccola, il valore debole può essere arbitrariamente grande. Nel 1988, Albert, Aharonov e Vaidman proposero un esperimento di Stern-Gerlach debole che avrebbe permesso di misurare un cosiddetto valore debole anomalo, un risultato di misurazione che si colloca al di fuori dello spettro degli autovalori dell’operatore misurato. Sebbene siano stati misurati valori deboli anomali in numerosi sistemi ottici, qui presentiamo la prima realizzazione di questo esperimento nella forma originariamente proposta. Collocando un condensato di Bose-Einstein di 87Rb in un gradiente magnetico ed effettuando una postselezione improbabile, misuriamo un’amplificazione effettiva di un debole impulso magnetico alla quantità di moto (~ 8 $μ$m/s) di un fattore 14. Dimostriamo inoltre che aumentando l’impulso alla quantità di moto diminuisce la «debolezza» della misurazione e si riduce l’amplificazione.