Kvantové oscilácie atómov obsahujú určitý súbor informácií. A ak by vedci dokázali vykonať presné merania týchto oscilácií a vykresliť ich zmeny v priebehu času, potom by mohli zlepšiť presnosť atómových hodín najmenej 15-krát, ako aj presnosť kvantových senzorov systémov atómov, ktorých oscilácie môžu indikovať prítomnosť temnej hmoty.gravitačná vlna, alebo aj nové, neočakávané javy, o ktorých stále nič nevieme.
Hlavnou prekážkou pri meraní najjemnejších vibrácií, ktorá stojí vedcom v ceste, je „hluk“ nášho sveta, ktorý tieto atómové vibrácie upcháva. A tak sa vedcom z Massachusettského technologického inštitútu podarilo výrazne zosilniť kvantové zmeny atómových vibrácií tým, že častice posielali cez dva kľúčové procesy: kvantové previazanie a zvrátenie času.
Fyzici z MIT manipulovali s kvantovo zapletenými atómami takým spôsobom, že častice sa správali, akoby sa pohybovali dozadu v čase. Keď výskumníci účinne previnuli pásku atómových vibrácií, akékoľvek zmeny v týchto vibráciách boli zosilnené takým spôsobom, že sa dali ľahko zmerať. Metóda dostala názov SATIN.
Pre svoju novú štúdiu tím študoval 400 ultrachladných atómov ytterbia, jedného z dvoch typov atómov používaných v moderných atómových hodinách. Ochladili atómy tesne nad absolútnu nulu, teploty, pri ktorých väčšina klasických efektov, ako je teplo, zmizne a správanie atómov je určené výlučne kvantovými efektmi.
Tiež zaujímavé:
- Saab JAS 39 Gripen, ako opcia pre letectvo Ukrajiny: zisťujeme, o aký druh lietadla ide
- Vesmírny teleskop Jamesa Webba: 10 cieľov na pozorovanie
Tím použil systém laserov na zachytenie atómov a potom vyslal svetlo s modrým „zapletením“, ktoré spôsobilo, že atómy oscilovali v korelovanom stave. Umožnili, aby sa zapletené atómy vyvíjali v čase a potom ich vystavili malému magnetickému poľu, čo spôsobilo malú kvantovú zmenu, čím sa mierne posunuli kolektívne vibrácie atómov.
Takýto posun by nebolo možné zistiť pomocou existujúcich meracích nástrojov. Namiesto toho tím použil obrátenie času na zosilnenie tohto kvantového signálu. Použili na to ďalší laser s červeným odtieňom, ktorý stimuloval rozpletanie atómov, ako keby sa v čase vyvíjali opačným smerom. Potom zmerali oscilácie častíc, keď sa vrátili do svojho zapleteného stavu, a zistili, že ich konečná fáza sa výrazne líši od ich počiatočnej fázy - jasný dôkaz, že niekde v ich ďalšom vývoji nastala kvantová zmena.
Tím zopakoval tento experiment tisíckrát s oblakmi s 50 až 400 atómami, pričom zakaždým pozoroval očakávané zosilnenie kvantového signálu. To potvrdilo výsledky prvých experimentov. Táto metóda by urobila atómové hodiny takými presnými, že počas životnosti vesmíru by zaostali za súčasným vesmírnym časom menej ako 20 milisekúnd.
Môžete pomôcť Ukrajine v boji proti ruským útočníkom. Najlepším spôsobom, ako to urobiť, je darovať finančné prostriedky Ozbrojeným silám Ukrajiny prostredníctvom Zachrániť život alebo cez oficiálnu stránku NBU.
Prihláste sa na odber našich stránok v Twitter že Facebook.
Prečítajte si tiež: