תנודות קוונטיות של אטומים מכילות קבוצה מסוימת של מידע. ואם מדענים היו יכולים לבצע מדידות מדויקות של התנודות הללו ולתכנן את השינויים שלהן לאורך זמן, אז הם יכולים לשפר את דיוק השעון האטומי לפחות פי 15, כמו גם לשפר את הדיוק של חיישנים קוונטיים של מערכות אטומים שהתנודות שלהם יכולות להצביע על נוכחות של חומר אפל, גל כבידה, או אפילו תופעות חדשות, בלתי צפויות, שעדיין איננו יודעים עליהן דבר.
המכשול העיקרי במדידת הרעידות העדינות ביותר, העומד בדרכם של מדענים, הוא ה"רעש" של עולמנו, שסותם את הרעידות האטומיות הללו. וכך הצליחו מדענים מהמכון הטכנולוגי של מסצ'וסטס להגביר משמעותית שינויים קוונטיים בתנודות האטומיות על ידי שליחת חלקיקים דרך שני תהליכי מפתח: הסתבכות קוונטית והיפוך זמן.
פיזיקאים של MIT עשו מניפולציות על אטומים קוונטיים סבוכים בצורה כזו שהחלקיקים התנהגו כאילו הם נעים אחורה בזמן. כאשר החוקרים הפכו למעשה את סרט הרטטים האטומיים, כל השינויים ברעידות אלו הוגברו בצורה כזו שניתן למדוד אותם בקלות. השיטה קיבלה את השם SATIN.
לצורך המחקר החדש שלהם, הצוות חקר 400 אטומים אולטרה-קרים של איטרביום, אחד משני סוגי האטומים המשמשים בשעונים אטומיים מודרניים. הם קיררו את האטומים לקצת מעל האפס המוחלט, טמפרטורות שבהן רוב ההשפעות הקלאסיות כמו חום נעלמות והתנהגות האטומים נקבעת אך ורק על ידי השפעות קוונטיות.
מעניין גם:
- Saab JAS 39 Gripen, כאופציה עבור חיל האוויר של אוקראינה: אנו מבררים באיזה סוג מטוס מדובר
- טלסקופ החלל ג'יימס ווב: 10 מטרות לצפייה
הצוות השתמש במערכת לייזרים כדי ללכוד את האטומים, ואז שלח אור עם "הסתבכות" בעלת גוון כחול שגרם לאטומים להתנודד במצב מתאם. הם אפשרו לאטומים המסובכים להתפתח בזמן ואז חשפו אותם לשדה מגנטי קטן, שעשה שינוי קוונטי קטן, והזיז מעט את הרטטים הקולקטיביים של האטומים.
שינוי כזה יהיה בלתי אפשרי לזיהוי בכלי מדידה קיימים. במקום זאת, הצוות הפעיל היפוך זמן כדי להגביר את האות הקוונטי הזה. לשם כך הם השתמשו בלייזר אחר בעל גוון אדום, שעורר את התפרקותם של אטומים, כאילו הם מתפתחים בכיוון ההפוך בזמן. לאחר מכן הם מדדו את התנודות של החלקיקים כשחזרו למצבם הסבוך ומצאו שהשלב הסופי שלהם שונה באופן ניכר מהשלב הראשוני שלהם - עדות ברורה לכך ששינוי קוונטי התרחש אי שם באבולוציה קדימה שלהם.
הצוות חזר על הניסוי הזה אלפי פעמים עם עננים של 50 עד 400 אטומים, בכל פעם צפה בהגברה הצפויה של האות הקוונטי. זה אישר את תוצאות הניסויים הראשונים. שיטה זו תהפוך את השעון האטומי למדויק עד כדי כך שלאורך חיי היקום הוא יהיה פחות מ-20 אלפיות שניות מאחורי זמן היקום הנוכחי.
אתה יכול לעזור לאוקראינה להילחם נגד הפולשים הרוסים. הדרך הטובה ביותר לעשות זאת היא לתרום כספים לכוחות המזוינים של אוקראינה באמצעות הצלת חיים או דרך העמוד הרשמי NBU.
הירשם לדפים שלנו ב Twitter זה Facebook.
קרא גם: