Kvantne oscilacije atoma sadrže određeni skup informacija. A kada bi naučnici mogli da izvrše tačna merenja ovih oscilacija i nacrtaju njihove promene tokom vremena, onda bi mogli da poboljšaju tačnost atomskog sata za najmanje 15 puta, kao i da poboljšaju tačnost kvantnih senzora sistema atoma čije oscilacije mogu da ukažu prisustvo tamne materije, gravitacioni talas, ili čak nove, neočekivane pojave, o kojima još uvek ništa ne znamo.
Glavna prepreka u mjerenju najfinijih vibracija, koja stoji na putu naučnicima, je "buka" našeg svijeta, koja začepljuje te atomske vibracije. I tako su naučnici sa Massachusetts Institute of Technology uspjeli značajno pojačati kvantne promjene u atomskim vibracijama slanjem čestica kroz dva ključna procesa: kvantno zapletanje i preokret vremena.
Fizičari sa MIT-a manipulisali su kvantnim zapletenim atomima na takav način da su se čestice ponašale kao da se kreću unazad u vremenu. Kako su istraživači efikasno premotali traku atomskih vibracija, sve promjene u tim vibracijama bile su pojačane na takav način da su se mogle lako izmjeriti. Metoda je nazvana SATIN.
Za svoju novu studiju, tim je proučavao 400 ultrahladnih atoma iterbija, jednog od dva tipa atoma koji se koriste u modernim atomskim satovima. Ohladili su atome na nešto iznad apsolutne nule, temperature na kojima većina klasičnih efekata kao što je toplota nestaje, a ponašanje atoma je određeno isključivo kvantnim efektima.
Također zanimljivo:
- Saab JAS 39 Gripen, kao opcija za Vazduhoplovstvo Ukrajine: saznajemo o kakvom se avionu radi
- Svemirski teleskop James Webb: 10 ciljeva za promatranje
Tim je koristio sistem lasera da uhvati atome, a zatim je poslao svjetlo s plavim nijansama "zamršenosti" koje je uzrokovalo da atomi osciliraju u koreliranom stanju. Oni su dozvolili da se upleteni atomi razvijaju u vremenu, a zatim su ih izložili malom magnetnom polju, koje je napravilo malu kvantnu promjenu, blago pomjerajući kolektivne vibracije atoma.
Takav pomak bilo bi nemoguće otkriti postojećim mjernim alatima. Umjesto toga, tim je primijenio preokret vremena da pojača ovaj kvantni signal. Da bi to učinili, koristili su još jedan laser crvene boje, koji je stimulirao rasplitanje atoma, kao da se razvijaju u obrnutom smjeru u vremenu. Zatim su izmjerili oscilacije čestica dok su se vraćale u svoje zapleteno stanje i otkrili da je njihova konačna faza bila značajno drugačija od njihove početne faze - jasan dokaz da se kvantna promjena dogodila negdje u njihovoj naprijed evoluciji.
Tim je ponovio ovaj eksperiment hiljade puta sa oblacima od 50 do 400 atoma, svaki put posmatrajući očekivano pojačanje kvantnog signala. To je potvrdilo rezultate prvih eksperimenata. Ova metoda bi atomski sat učinila toliko preciznim da bi tokom životnog vijeka svemira zaostajao za manje od 20 milisekundi za trenutnim svemirskim vremenom.
Možete pomoći Ukrajini u borbi protiv ruskih osvajača. Najbolji način da to učinite je da donirate sredstva Oružanim snagama Ukrajine putem Savelife ili preko službene stranice NBU.
Pretplatite se na naše stranice u Twitter to Facebook.
Pročitajte također: