Наука

Фізики навчилися точно вимірювати час за допомогою квантових хвиль

Дослідники розробили спосіб вимірювання часу, який не потребує інформації про початковий момент.

Фізики з Уппсальського університету розробили метод вимірювання часу на основі унікальних «відбитків», що формуються безліччю рідберговських атомів. З його допомогою можна фіксувати найбільш короткострокові процеси.

Традиційний підхід до вимірювання часу заснований на порівнянні кількості одиниць часу, які пройшли між двома заданими моментами в часі, пояснюють дослідники. Але на квантовому рівні вихідний момент часу часто складно виміряти, в такій ситуації традиційний навіть надзвичайно точний секундомір не підійде.

У своїй роботі вчені використовували багато атомів Рідберга для вимірювання часу без початкової точки відліку. Це воднеподібні атоми і атоми лужних металів, у яких зовнішній електрон знаходиться в високовбудженому стані. Вони нагадують повітряні кулі, які «надуті» енергією лазера замість повітря, пояснюють фізики.

Такі атоми володіють унікальною характеристикою – хвильовим пакетом, сукупністю хвиль, характерною для даного стану яку можна виміряти. Подібно до того, як безліч хвиль в ставку, перетинаючись, створюють складні візерунки, кілька хвильових пакетів завдяки інтерференції формують унікальний відбиток.

Дослідники збуджували кілька атомів гелію за допомогою лазера і зіставляли, отримані результати перетину хвильових пакетів з теоретичними прогнозами. Серія експериментів показала, що вони досить постійні та надійні, щоб служити формою квантової мітки часу.

“Якщо ви використовуєте лічильник, Ви повинні визначити нуль. Ви починаєте рахувати в якийсь момент. Перевага нового методу полягає в тому, що вам не потрібно запускати годинник — ви просто дивитеся на інтерференційну структуру і говорите: «добре, пройшло 4 нс», – говорить Марта Берхольц, керівник дослідження з Уппсальського університету в Швеції в інтерв’ю New Scientist

За допомогою нового методу вченим вдалося виміряти час з точністю до 1,7 пікосекунди (трильйонної частки секунди).


Підписуйтеся на нас в Гугл Новини, а також читайте в Телеграм і Фейсбук


comments powered by HyperComments
Back to top button
comments powered by HyperComments