Oscilațiile cuantice ale atomilor conțin un anumit set de informații. Și dacă oamenii de știință ar putea face măsurători precise ale acestor oscilații și ar putea reprezenta modificările lor în timp, atunci ar putea îmbunătăți acuratețea ceasului atomic de cel puțin 15 ori, precum și precizia senzorilor cuantici ai sistemelor de atomi ale căror oscilații pot indica prezența materiei întunecate, unde gravitaționale sau chiar fenomene noi, neașteptate, despre care încă nu știm nimic.
Principalul obstacol în măsurarea celor mai fine vibrații, care stă în calea oamenilor de știință, este „zgomotul” lumii noastre, care înfundă aceste vibrații atomice. Și astfel, oamenii de știință de la Institutul de Tehnologie din Massachusetts au reușit să amplifice semnificativ schimbările cuantice ale vibrațiilor atomice prin trimiterea de particule prin două procese cheie: încrucișarea cuantică și inversarea timpului.
Fizicienii MIT au manipulat atomii cuantici încâlciți în așa fel încât particulele s-au comportat ca și cum s-ar fi deplasat înapoi în timp. Pe măsură ce cercetătorii au rebobinat în mod eficient banda de vibrații atomice, orice modificări ale acestor vibrații au fost amplificate în așa fel încât să poată fi măsurate cu ușurință. Metoda a fost numită SATIN.
Pentru noul lor studiu, echipa a studiat 400 de atomi ultrareci de iterbiu, unul dintre cele două tipuri de atomi utilizate în ceasurile atomice moderne. Ei au răcit atomii la puțin peste zero absolut, temperaturi la care majoritatea efectelor clasice, cum ar fi căldura, dispar, iar comportamentul atomilor este determinat doar de efectele cuantice.
Interesant de asemenea:
- Saab JAS 39 Gripen, ca opțiune pentru Forțele Aeriene ale Ucrainei: aflăm despre ce fel de avion este vorba
- Telescopul spațial James Webb: 10 ținte de observat
Echipa a folosit un sistem de lasere pentru a prinde atomii, apoi a trimis lumină cu o „încurcătură” cu nuanțe de albastru care a făcut ca atomii să oscileze într-o stare corelată. Au permis atomilor încâlciți să evolueze în timp și apoi i-au expus unui câmp magnetic mic, care a făcut o mică schimbare cuantică, schimbând ușor vibrațiile colective ale atomilor.
O astfel de schimbare ar fi imposibil de detectat cu instrumentele de măsurare existente. În schimb, echipa a aplicat inversarea timpului pentru a amplifica acest semnal cuantic. Pentru a face acest lucru, au folosit un alt laser cu o tentă roșie, care a stimulat destrămarea atomilor, de parcă aceștia ar evolua în sens invers în timp. Apoi au măsurat oscilațiile particulelor pe măsură ce s-au întors la starea lor încurcată și au descoperit că faza lor finală era semnificativ diferită de faza lor inițială - dovadă clară că o schimbare cuantică a avut loc undeva în evoluția lor viitoare.
Echipa a repetat acest experiment de mii de ori cu nori de 50 până la 400 de atomi, observând de fiecare dată amplificarea așteptată a semnalului cuantic. Asta a confirmat rezultatele primelor experimente. Această metodă ar face ceasul atomic atât de precis încât pe durata de viață a universului ar fi cu mai puțin de 20 de milisecunde în urmă față de ora actuală a universului.
Poți ajuta Ucraina să lupte împotriva invadatorilor ruși. Cel mai bun mod de a face acest lucru este să donați fonduri Forțelor Armate ale Ucrainei prin intermediul Salveaza viata sau prin pagina oficiala NBU.
Abonați-vă la paginile noastre în Twitter că Facebook.
Citeste si: