نوسانات کوانتومی اتم ها شامل مجموعه ای از اطلاعات است. و اگر دانشمندان بتوانند اندازه گیری های دقیقی از این نوسانات انجام دهند و تغییرات آنها را در طول زمان ترسیم کنند، می توانند دقت ساعت اتمی را حداقل تا 15 برابر افزایش دهند و همچنین دقت حسگرهای کوانتومی سیستم های اتمی را بهبود بخشند که نوسانات آنها می تواند نشان دهنده باشد. وجود ماده تاریک، موج گرانشی، یا حتی پدیده‌های غیرمنتظره جدید، که ما هنوز چیزی در مورد آنها نمی‌دانیم.
مانع اصلی در اندازه گیری بهترین ارتعاشات، که در سر راه دانشمندان قرار دارد، "صدای" دنیای ما است که این ارتعاشات اتمی را مسدود می کند. بنابراین دانشمندان موسسه فناوری ماساچوست توانستند تغییرات کوانتومی در ارتعاشات اتمی را با ارسال ذرات از طریق دو فرآیند کلیدی تقویت کنند: درهم تنیدگی کوانتومی و معکوس زمانی.
فیزیکدانان MIT اتم های درهم تنیده کوانتومی را به گونه ای دستکاری کردند که ذرات طوری رفتار کردند که گویی در زمان به عقب حرکت می کنند. از آنجایی که محققان نوار ارتعاشات اتمی را به‌طور مؤثری برگردانیدند، هر گونه تغییر در آن ارتعاش‌ها به گونه‌ای تقویت شد که به راحتی قابل اندازه‌گیری باشد. این روش SATIN نام داشت.
این تیم برای مطالعه جدید خود، 400 اتم فوق سرد ایتربیوم، یکی از دو نوع اتم مورد استفاده در ساعت های اتمی مدرن را مورد مطالعه قرار دادند. آنها اتم ها را تا بالای صفر مطلق سرد کردند، دمایی که در آن بیشتر اثرات کلاسیک مانند گرما ناپدید می شوند و رفتار اتم ها صرفاً توسط اثرات کوانتومی تعیین می شود.
همچنین جالب:
- Saab JAS 39 Gripen، به عنوان یک گزینه برای نیروی هوایی اوکراین: ما متوجه می شویم که چه نوع هواپیمایی است
- تلسکوپ فضایی جیمز وب: 10 هدف برای رصد
این تیم از یک سیستم لیزر برای به دام انداختن اتم ها استفاده کردند، سپس نوری را با یک "درهم تنیدگی" آبی رنگ ارسال کردند که باعث نوسان اتم ها در یک حالت همبسته شد. آنها به اتم های درهم تنیده اجازه دادند تا در زمان تکامل یابند و سپس آنها را در معرض یک میدان مغناطیسی کوچک قرار دادند که یک تغییر کوانتومی کوچک ایجاد کرد و کمی ارتعاشات جمعی اتم ها را تغییر داد.
تشخیص چنین تغییری با ابزارهای اندازه گیری موجود غیرممکن خواهد بود. در عوض، تیم معکوس زمانی را برای تقویت این سیگنال کوانتومی اعمال کرد. برای انجام این کار، آنها از لیزر دیگری با رنگ قرمز استفاده کردند که اتم‌ها را تحریک می‌کرد، انگار که در جهت معکوس در زمان تکامل می‌یابند. آنها سپس نوسانات ذرات را هنگام بازگشت به حالت درهم تنیده خود اندازه گرفتند و دریافتند که فاز نهایی آنها به طور قابل توجهی با فاز اولیه آنها متفاوت است - شواهد روشنی مبنی بر اینکه یک تغییر کوانتومی در جایی از تکامل آنها رخ داده است.
تیم این آزمایش را هزاران بار با ابرهای 50 تا 400 اتمی تکرار کرد و هر بار تقویت مورد انتظار سیگنال کوانتومی را مشاهده کرد. که نتایج آزمایش های اول را تایید کرد. این روش ساعت اتمی را به قدری دقیق می کند که در طول عمر کیهان کمتر از 20 میلی ثانیه از زمان کنونی جهان فاصله خواهد داشت.
شما می توانید به اوکراین در مبارزه با مهاجمان روسی کمک کنید. بهترین راه برای انجام این کار، کمک مالی به نیروهای مسلح اوکراین است Savelife یا از طریق صفحه رسمی NBU.
در صفحات ما مشترک شوید Twitter و Facebook.
همچنین بخوانید: