Kvantové oscilace atomů obsahují určitý soubor informací. A pokud by vědci dokázali provést přesná měření těchto oscilací a vykreslit jejich změny v čase, pak by mohli zlepšit přesnost atomových hodin nejméně 15krát a také zlepšit přesnost kvantových senzorů systémů atomů, jejichž oscilace mohou indikovat přítomnost temné hmoty.gravitační vlny, nebo i nové, nečekané jevy, o kterých stále nic nevíme.
Hlavní překážkou v měření těch nejjemnějších vibrací, která stojí vědcům v cestě, je „hluk“ našeho světa, který tyto atomové vibrace ucpává. A tak se vědcům z Massachusettského technologického institutu podařilo výrazně zesílit kvantové změny atomových vibrací tím, že částice poslali dvěma klíčovými procesy: kvantovým provázáním a obrácením času.
Fyzici z MIT manipulovali s kvantově propletenými atomy takovým způsobem, že se částice chovaly, jako by se pohybovaly zpět v čase. Když výzkumníci účinně převinuli pásku atomových vibrací, jakékoli změny těchto vibrací byly zesíleny takovým způsobem, že je bylo možné snadno změřit. Metoda dostala název SATIN.
Pro svou novou studii tým studoval 400 ultrachladných atomů ytterbia, jednoho ze dvou typů atomů používaných v moderních atomových hodinách. Ochladili atomy těsně nad absolutní nulu, teploty, při kterých většina klasických jevů, jako je teplo, mizí a chování atomů je určeno výhradně kvantovými efekty.
Zajímavé také:
- Saab JAS 39 Gripen, jako opce pro letectvo Ukrajiny: zjišťujeme, o jaký druh letadla se jedná
- Vesmírný dalekohled Jamese Webba: 10 cílů k pozorování
Tým použil systém laserů k zachycení atomů a poté vyslal světlo s modře zabarveným „zapletením“, které způsobilo, že atomy oscilovaly v korelovaném stavu. Umožnili provázaným atomům, aby se vyvíjely v čase, a poté je vystavily malému magnetickému poli, které provedlo malou kvantovou změnu a mírně posunulo kolektivní vibrace atomů.
Takový posun by nebylo možné odhalit stávajícími měřicími nástroji. Místo toho tým použil obrácení času, aby zesílil tento kvantový signál. Použili k tomu další laser s červeným odstínem, který stimuloval rozplétání atomů, jako by se v čase vyvíjely opačným směrem. Poté změřili oscilace částic, když se vracely do svého zapleteného stavu, a zjistili, že jejich konečná fáze se výrazně lišila od jejich počáteční fáze – jasný důkaz, že někde v jejich dopředném vývoji došlo ke kvantové změně.
Tým opakoval tento experiment tisíckrát s mraky o 50 až 400 atomech, pokaždé s pozorováním očekávaného zesílení kvantového signálu. To potvrdilo výsledky prvních experimentů. Díky této metodě by byly atomové hodiny tak přesné, že by za dobu existence vesmíru byly méně než 20 milisekund za současným vesmírným časem.
Můžete pomoci Ukrajině v boji proti ruským vetřelcům. Nejlepším způsobem, jak toho dosáhnout, je darovat finanční prostředky ozbrojeným silám Ukrajiny prostřednictvím Zachraňte život nebo přes oficiální stránku NBÚ.
Přihlaste se k odběru našich stránek v Twitter to Facebook.
Přečtěte si také: