Kvantne oscilacije atomov vsebujejo določen niz informacij. In če bi znanstveniki lahko naredili natančne meritve teh nihanj in načrtovali njihove spremembe skozi čas, bi lahko izboljšali natančnost atomske ure za vsaj 15-krat, pa tudi izboljšali natančnost kvantnih senzorjev sistemov atomov, katerih nihanja lahko kažejo prisotnosti temne snovi, gravitacijskega valovanja ali celo novih, nepričakovanih pojavov, o katerih še vedno ne vemo ničesar.
Glavna ovira pri merjenju najfinejših tresljajev, ki stoji znanstvenikom na poti, je "hrup" našega sveta, ki zamaši te atomske tresljaje. In tako je znanstvenikom s tehnološkega inštituta v Massachusettsu uspelo znatno povečati kvantne spremembe v atomskih vibracijah s pošiljanjem delcev skozi dva ključna procesa: kvantno zapletanje in časovni obrat.
Fiziki MIT so manipulirali s kvantno zapletenimi atomi na tak način, da so se delci obnašali, kot da bi se premikali nazaj v času. Ko so raziskovalci učinkovito previli trak atomskih vibracij, so bile vse spremembe teh vibracij ojačane na tak način, da jih je bilo mogoče zlahka izmeriti. Metodo so poimenovali SATIN.
Za njihovo novo študijo je ekipa preučevala 400 ultrahladnih atomov iterbija, enega od dveh vrst atomov, ki se uporabljata v sodobnih atomskih urah. Atome so ohladili na tik nad absolutno ničlo, temperature, pri katerih večina klasičnih učinkov, kot je toplota, izgine in obnašanje atomov določajo izključno kvantni učinki.
Zanimivo tudi:
- Saab JAS 39 Gripen, kot opcija za letalske sile Ukrajine: ugotavljamo, za kakšno letalo gre
- Vesoljski teleskop James Webb: 10 ciljev za opazovanje
Ekipa je uporabila sistem laserjev, da bi ujela atome, nato pa poslala svetlobo z modro obarvano "prepletenostjo", ki je povzročila, da so atomi nihali v koreliranem stanju. Dovolili so, da so se zapleteni atomi razvili v času in jih nato izpostavili majhnemu magnetnemu polju, ki je povzročilo majhno kvantno spremembo in rahlo premaknilo skupne vibracije atomov.
Takšen premik bi bilo nemogoče zaznati z obstoječimi merilnimi orodji. Namesto tega je ekipa uporabila časovni obrat, da bi ojačala ta kvantni signal. Za to so uporabili drug laser z rdečim odtenkom, ki je spodbudil razpletanje atomov, kot da bi se razvijali v obratni smeri časa. Nato so izmerili nihanje delcev, ko so se vrnili v svoje zapleteno stanje, in ugotovili, da je bila njihova končna faza izrazito drugačna od njihove začetne faze – jasen dokaz, da je prišlo do kvantne spremembe nekje v njihovem nadaljnjem razvoju.
Ekipa je ta poskus ponovila tisočkrat z oblaki od 50 do 400 atomov, pri čemer je vsakič opazovala pričakovano ojačanje kvantnega signala. To je potrdilo rezultate prvih poskusov. S to metodo bi bila atomska ura tako točna, da bi v času trajanja vesolja zaostajala manj kot 20 milisekund za trenutnim časom vesolja.
Lahko pomagate Ukrajini v boju proti ruskim okupatorjem. Najboljši način za to je donacija sredstev oboroženim silam Ukrajine prek Savelife ali preko uradne strani NBU.
Naročite se na naše strani v Twitter da Facebook.
Preberite tudi: