Osilasi kuantum atom mengandung seperangkat informasi tertentu. Dan jika para ilmuwan dapat membuat pengukuran yang akurat dari osilasi ini dan merencanakan perubahannya dari waktu ke waktu, maka mereka dapat meningkatkan akurasi jam atom setidaknya 15 kali, serta meningkatkan akurasi sensor kuantum sistem atom yang osilasinya dapat menunjukkan kehadiran materi gelap, gelombang gravitasi, atau bahkan fenomena baru yang tak terduga, yang masih belum kita ketahui.
Hambatan utama dalam pengukuran getaran terbaik, yang menghalangi para ilmuwan, adalah "kebisingan" dunia kita, yang menyumbat getaran atom ini. Maka para ilmuwan dari Massachusetts Institute of Technology berhasil secara signifikan memperkuat perubahan kuantum dalam getaran atom dengan mengirimkan partikel melalui dua proses utama: keterjeratan kuantum dan pembalikan waktu.
Fisikawan MIT memanipulasi atom terjerat kuantum sedemikian rupa sehingga partikel berperilaku seolah-olah mereka bergerak mundur dalam waktu. Ketika para peneliti secara efektif memutar ulang rekaman getaran atom, setiap perubahan dalam getaran itu diperkuat sedemikian rupa sehingga dapat dengan mudah diukur. Metode itu bernama SATIN.
Untuk studi baru mereka, tim mempelajari 400 atom iterbium yang sangat dingin, salah satu dari dua jenis atom yang digunakan dalam jam atom modern. Mereka mendinginkan atom hingga tepat di atas nol mutlak, suhu di mana sebagian besar efek klasik seperti panas menghilang dan perilaku atom hanya ditentukan oleh efek kuantum.
Juga menarik:
- Saab JAS 39 Gripen, sebagai opsi untuk Angkatan Udara Ukraina: kami mencari tahu jenis pesawatnya
- Teleskop Luar Angkasa James Webb: 10 target untuk diamati
Tim menggunakan sistem laser untuk menjebak atom, kemudian mengirim cahaya dengan "belitan" berwarna biru yang menyebabkan atom berosilasi dalam keadaan berkorelasi. Mereka membiarkan atom yang terjerat berevolusi dalam waktu dan kemudian mengekspos mereka ke medan magnet kecil, yang membuat perubahan kuantum kecil, sedikit menggeser getaran kolektif atom.
Pergeseran seperti itu tidak mungkin dideteksi dengan alat pengukuran yang ada. Sebagai gantinya, tim menerapkan pembalikan waktu untuk memperkuat sinyal kuantum ini. Untuk melakukan ini, mereka menggunakan laser lain dengan warna merah, yang merangsang penguraian atom, seolah-olah mereka berevolusi dalam arah yang berlawanan dalam waktu. Mereka kemudian mengukur osilasi partikel saat mereka kembali ke keadaan terjerat mereka dan menemukan bahwa fase akhir mereka sangat berbeda dari fase awal mereka—bukti yang jelas bahwa perubahan kuantum telah terjadi di suatu tempat dalam evolusi maju mereka.
Tim mengulangi percobaan ini ribuan kali dengan awan 50 hingga 400 atom, setiap kali mengamati amplifikasi sinyal kuantum yang diharapkan. Itu mengkonfirmasi hasil percobaan pertama. Metode ini akan membuat jam atom sangat akurat sehingga selama masa hidup alam semesta akan kurang dari 20 milidetik di belakang waktu alam semesta saat ini.
Anda dapat membantu Ukraina melawan penjajah Rusia. Cara terbaik untuk melakukannya adalah dengan menyumbangkan dana ke Angkatan Bersenjata Ukraina melalui selamatkan hidup atau melalui halaman resmi NBU.
Berlangganan halaman kami di Twitter dan Facebook.
Baca juga: