Kvantne oscilacije atoma sadrže određeni skup informacija. A ako bi znanstvenici mogli napraviti točna mjerenja tih oscilacija i iscrtati njihove promjene tijekom vremena, tada bi mogli poboljšati točnost atomskog sata za najmanje 15 puta, kao i poboljšati točnost kvantnih senzora sustava atoma čije oscilacije mogu pokazati prisutnosti tamne tvari, gravitacijskih valova ili čak novih, neočekivanih pojava, o kojima još uvijek ništa ne znamo.
Glavna prepreka u mjerenju najfinijih vibracija, koja stoji na putu znanstvenicima, je "buka" našeg svijeta, koja začepljuje te atomske vibracije. I tako su znanstvenici s Massachusetts Institute of Technology uspjeli značajno pojačati kvantne promjene u atomskim vibracijama slanjem čestica kroz dva ključna procesa: kvantno ispreplitanje i preokret vremena.
Fizičari MIT-a manipulirali su kvantno zapletenim atomima na takav način da su se čestice ponašale kao da se kreću unatrag kroz vrijeme. Dok su istraživači učinkovito premotavali vrpcu 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 malo iznad apsolutne nule, temperature na kojoj većina klasičnih učinaka poput topline nestaje, a ponašanje atoma određuju isključivo kvantni učinci.
Također zanimljivo:
- Saab JAS 39 Gripen, kao opcija za Zračne snage Ukrajine: saznajemo o kakvoj je letjelici riječ
- Svemirski teleskop James Webb: 10 ciljeva za promatranje
Tim je upotrijebio sustav lasera da zarobi atome, a zatim je poslao svjetlo s plavim "zapletom" koji je uzrokovao osciliranje atoma u koreliranom stanju. Dopustili su zapletenim atomima da evoluiraju u vremenu, a zatim su ih izložili malom magnetskom polju, koje je napravilo malu kvantnu promjenu, lagano pomjerajući zajedničke vibracije atoma.
Takav pomak bilo bi nemoguće otkriti s postojećim mjernim alatima. Umjesto toga, tim je primijenio okretanje vremena kako bi pojačao ovaj kvantni signal. Da bi to učinili, upotrijebili su drugi laser s crvenom bojom, koji je stimulirao razlaganje atoma, kao da se razvijaju u obrnutom smjeru vremena. Zatim su izmjerili oscilacije čestica dok su se vraćale u svoje zapetljano stanje i otkrili da se njihova konačna faza značajno razlikuje od početne faze - jasan dokaz da se kvantna promjena dogodila negdje u njihovoj daljnjoj evoluciji.
Tim je ponovio ovaj eksperiment tisuće puta s oblacima od 50 do 400 atoma, svaki put promatrajući očekivano pojačanje kvantnog signala. Time su potvrđeni rezultati prvih pokusa. Ovom bi metodom atomski sat bio toliko točan da bi tijekom životnog vijeka svemira bio manje od 20 milisekundi iza trenutnog svemirskog vremena.
Možete pomoći Ukrajini u borbi protiv ruskih osvajača. Najbolji način da to učinite je donirati sredstva Oružanim snagama Ukrajine putem Savelife ili putem službene stranice NBU.
Pretplatite se na naše stranice u Twitter i Facebook.
Pročitajte također: