Atomu kvantu svārstības satur noteiktu informācijas kopumu. Un, ja zinātnieki varētu veikt precīzus šo svārstību mērījumus un uzzīmēt to izmaiņas laika gaitā, tad viņi varētu uzlabot atompulksteņa precizitāti vismaz 15 reizes, kā arī uzlabot kvantu sensoru precizitāti atomu sistēmām, kuru svārstības var norādīt tumšās matērijas klātbūtne, gravitācijas vilnis vai pat jaunas, negaidītas parādības, par kurām mēs joprojām neko nezinām.
Galvenais šķērslis smalkāko vibrāciju mērīšanā, kas stāv ceļā zinātniekiem, ir mūsu pasaules "troksnis", kas aizsprosto šīs atomu vibrācijas. Tāpēc Masačūsetsas Tehnoloģiju institūta zinātniekiem izdevās ievērojami pastiprināt kvantu izmaiņas atomu vibrācijās, nosūtot daļiņas caur diviem galvenajiem procesiem: kvantu sapīšanās un laika maiņa.
MIT fiziķi manipulēja ar kvantu sapinušies atomiem tā, ka daļiņas izturējās tā, it kā tās pārvietotos atpakaļ laikā. Tā kā pētnieki efektīvi pārtina atomu vibrāciju lenti, visas šo vibrāciju izmaiņas tika pastiprinātas tā, lai tās varētu viegli izmērīt. Metode tika nosaukta SATIN.
Jaunajā pētījumā komanda pētīja 400 īpaši aukstos iterbija atomus, kas ir viens no diviem atomu veidiem, ko izmanto mūsdienu atompulksteņos. Viņi atdzesēja atomus līdz nedaudz virs absolūtās nulles, temperatūrai, kurā lielākā daļa klasisko efektu, piemēram, siltums, pazūd, un atomu uzvedību nosaka tikai kvantu efekti.
Interesanti arī:
- Saab JAS 39 Gripen, kā opcija Ukrainas gaisa spēkiem: mēs uzzinām, kāda veida lidmašīna tas ir
- Džeimsa Veba kosmiskais teleskops: 10 novērojamie mērķi
Komanda izmantoja lāzeru sistēmu, lai notvertu atomus, un pēc tam nosūtīja gaismu ar zilu nokrāsu "sapīšanos", kas izraisīja atomu svārstības korelētā stāvoklī. Viņi ļāva sapītajiem atomiem attīstīties laikā un pēc tam pakļāva tos nelielam magnētiskajam laukam, kas veica nelielas kvantu izmaiņas, nedaudz mainot atomu kolektīvās vibrācijas.
Šādas izmaiņas nebūtu iespējams noteikt ar esošajiem mērīšanas instrumentiem. Tā vietā komanda izmantoja laika maiņu, lai pastiprinātu šo kvantu signālu. Lai to izdarītu, viņi izmantoja citu lāzeru ar sarkanu nokrāsu, kas stimulēja atomu atšķetināšanu, it kā tie laika gaitā attīstītos pretējā virzienā. Pēc tam viņi izmērīja daļiņu svārstības, kad tās atgriezās savā sapītajā stāvoklī, un atklāja, ka to beigu fāze ievērojami atšķiras no sākotnējās fāzes - skaidrs pierādījums tam, ka kaut kur viņu tālākajā evolūcijā ir notikušas kvantu izmaiņas.
Komanda atkārtoja šo eksperimentu tūkstošiem reižu ar mākoņiem no 50 līdz 400 atomiem, katru reizi novērojot paredzamo kvantu signāla pastiprināšanos. Tas apstiprināja pirmo eksperimentu rezultātus. Šī metode padarītu atompulksteni tik precīzu, ka Visuma dzīves laikā tas mazāk nekā 20 milisekundes atpaliek no pašreizējā Visuma laika.
Jūs varat palīdzēt Ukrainai cīnīties pret krievu iebrucējiem. Labākais veids, kā to izdarīt, ir ziedot līdzekļus Ukrainas bruņotajiem spēkiem Savelife vai izmantojot oficiālo lapu NBU.
Abonējiet mūsu lapas Twitter ka Facebook.
Lasi arī: