Учените току-що откриха изцяло нов начин за измерване на времето

3 ноември 2022 г

Изцяло нов начин за измерване на времето е открит от учени от университета в Упсала в Швеция, който не изисква конкретна начална точка.

• ЕКСПЛОЗИВНО: Ето какво беше разкрито в хакването на iCloud на Хънтър Байдън
• ОСНОВНО ИЗСЛЕДВАНО ИЗСЛЕДВАНЕ: Ваксината на Moderna повишава риска от миокардит с 44 пъти при млади възрастни
• ТРЯБВА ДА ПРОЧЕТЕТЕ: Международни банкери на високо ниво симулират колапса на глобалната финансова система
• ГОЛЯМА ИСТОРИЯ: Лабораторията на Ухан изолира щам на маймунска шарка през 2020 г
• ЕКСПЛОЗИВНО: украинските биолаборатории използваха комари, пренасящи треска, за да предизвикат пандемия от денга в Куба

В свят на тиктакащи часовници и люлеещи се махала, отбелязването на изтичането на времето е толкова лесно, колкото проследяването на секундите между „тогава“ и „сега“.

Но „тогава“ не винаги може да се предвиди при квантовия размер на бръмчащите електрони. Дори по-лошо, „сега“ често се разтваря в облак от съмнение. В някои ситуации хронометърът няма да е достатъчен.

Изследователи от университета в Упсала в Швеция ( pdf по-долу ) вярват, че формата на самата квантова мъгла може да съдържа ключа към намирането на решение.

Те са открили нов подход за измерване на времето, който не изисква конкретна отправна точка чрез своите изследвания върху вълнообразните свойства на нещо, известно като състояние на Ридберг .     АБОНИРАЙТЕ СЕ ЗА GREATGAMEINDIA

Пренадутите балони на царството на частиците са ридбергови атоми. Тези атоми се надуват с лазери, а не с въздух, и имат електрони, обикалящи далеч от ядрото в изключително високи енергийни състояния.

Разбира се, не всеки лазерен импулс трябва да надуе атом до комични висоти. В действителност редица приложения често включват използването на лазери за изтласкване на електрони в по-високи енергийни състояния.

В редки случаи може да се използва втори лазер за проследяване на свързаните с времето промени в позицията на електрона. Тези методи на „помпа-сонда“ могат да се използват например за измерване на скоростта на някои свръхбързи устройства.

 

Инженерите могат да използват способността да индуцират Ридбергови състояния в атомите в своя полза, не на последно място, когато създават уникални части за квантови компютри. От само себе си се разбира, че физиците са научили много за това как се държат електроните, когато бъдат изтласкани в състояние на Ридберг.

Въпреки това, тъй като те са квантови животни, действията им наподобяват вечер, прекарана в игра на рулетка, а не мъниста, плъзгащи се наоколо по малко сметало. Всяко хвърляне и скачане на топка се комбинира в една хазартна игра.

Rydberg вълновият пакет е математическата книга за тази луда игра на Rydberg електронна рулетка.

Подобно на реалните вълни в езеро, смущението, причинено от множество вълнови пакети на Ридберг в дадена област, води до различни модели на вълни. Ако комбинирате достатъчно вълнови пакети на Rydberg, получените индивидуални модели ще показват уникалното време, което е необходимо на вълновите пакети да се развиват в унисон.

Физиците, които стоят зад тази последна серия от експерименти, се заеха да проверят тези конкретни „пръстови отпечатъци“ на времето, демонстрирайки, че те са надеждни и достатъчно последователни, за да бъдат използвани като вид квантово времево клеймо.

За да демонстрират как техните отличителни резултати могат да се задържат във времето, тяхното изследване включва измерване на резултатите от лазерно възбудени хелиеви атоми и сравняване на техните резултати с теоретичните очаквания.

„Ако използвате брояч, трябва да дефинирате нула. Започвате да броите в един момент“, обясни пред  New Scientist физичката Марта Берхолтс от университета в Упсала в Швеция, която ръководи екипа .

 
 

„Ползата от това е, че не е нужно да стартирате часовника – просто гледате структурата на смущението и казвате „добре, изминаха 4 наносекунди.“

С други типове спектроскопия с помпа-сонда, които измерват събития в миниатюрна скала, когато от време на време са по-малко ясни или просто са твърде неудобни за измерване, може да се използва ръководство за промяна на вълновите пакети на Ридберг.

Важно е да се отбележи, че никой от пръстовите отпечатъци не изисква тогава и сега, за да действа като временно начало и край. Би било сравнимо с оценката на представянето на спринтьор срещу група опоненти, които всички тичат с еднакво темпо.

Техниците успяха да определят времева маркировка за събития, случили се в рамките на само 1,7 трилионни от секундата, като потърсиха сигнатурата на интерфериращи състояния на Ридберг сред проба от атоми с помпа-сонда.

Бъдещите експерименти с квантови часовници биха могли да използват лазерни импулси с различни енергии или евентуално други атоми вместо хелий, за да разширят книгата с правила за клеймото за време, за да поемат по-широк диапазон от условия.