Выбор фона:
/ Новости сайта / Наука и Технологии / Ученые открыли совершенно новый способ измерения времени
31.10.2022

Ученые открыли совершенно новый способ измерения времени

Оценка: 0.0    1473 1 Наука и Технологии
09:38

Отметить течение времени в мире тикающих часов и качающихся маятников - это простой случай подсчета секунд между "тогда" и "сейчас".

Однако в квантовом масштабе жужжащих электронов "потом" не всегда можно предугадать. Хуже того, "сейчас" часто расплывается в дымке неопределенности. Для некоторых сценариев секундомер просто не подходит.

Потенциальное решение может быть найдено в самой форме квантового тумана, считают исследователи из Уппсальского университета в Швеции.

Их эксперименты с волнообразной природой того, что называется состоянием Ридберга, выявили новый способ измерения времени, который не требует точной точки отсчета.

Атомы Ридберга - это надутые воздушные шары в царстве частиц. Надутые лазерами вместо воздуха, эти атомы содержат электроны в чрезвычайно высоких энергетических состояниях, вращающиеся вдали от ядра.

Конечно, не каждая накачка лазера должна раздувать атом до карикатурных размеров. На самом деле, лазеры регулярно используются для того, чтобы перевести электроны в более высокие энергетические состояния для различных целей.

В некоторых приложениях второй лазер может использоваться для мониторинга изменений в положении электрона, включая течение времени. Такие методы "зонда-насоса" можно использовать, например, для измерения скорости работы некоторых сверхбыстрых электронных устройств.

Индуцирование атомов в состояние Ридберга - удобный трюк для инженеров, не в последнюю очередь при разработке новых компонентов для квантовых компьютеров. Само собой разумеется, физики накопили значительный объем информации о том, как электроны движутся при переходе в состояние Ридберга.

Однако, будучи квантовыми животными, их движения меньше похожи на скольжение бусинок по крошечному абаксу, а больше напоминают вечер за столом рулетки, где каждый бросок и прыжок шарика втиснут в единую игру случая.

Математический свод правил этой дикой игры в электронную рулетку Ридберга называется волновым пакетом Ридберга.

Подобно волнам в пруду, наличие более чем одного волнового пакета Ридберга в пространстве создает интерференцию, в результате чего возникают уникальные узоры пульсаций. Бросьте достаточно волновых пакетов Ридберга в один и тот же атомный пруд, и каждый из этих уникальных узоров будет представлять собой определенное время, необходимое для того, чтобы волновые пакеты развивались в соответствии друг с другом.

Именно эти "отпечатки пальцев" времени физики, стоящие за последней серией экспериментов, поставили перед собой задачу проверить, что они достаточно последовательны и надежны, чтобы служить формой квантовой регистрации времени.

Их исследование включало измерение результатов лазерного возбуждения атомов гелия и сопоставление полученных результатов с теоретическими предсказаниями, чтобы показать, как результаты их подписи могут обозначать длительность времени.

"Если вы используете счетчик, вам нужно определить ноль. Вы начинаете считать в какой-то момент", - объяснила New Scientist физик Марта Берхольтс из Уппсальского университета в Швеции, возглавлявшая группу.

"Преимущество этого метода в том, что вам не нужно заводить часы - вы просто смотрите на интерференционную структуру и говорите: "Так, прошло 4 наносекунды"".

Справочник развивающихся ридберговских волновых пакетов может быть использован в сочетании с другими формами спектроскопии зонда-насоса, которые измеряют события в крошечном масштабе, когда сейчас и тогда менее ясно, или просто слишком неудобно для измерения.

Важно отметить, что ни один из отпечатков не требует "тогда" и "сейчас" в качестве начальной и конечной точки отсчета времени. Это было бы похоже на измерение бега неизвестного спринтера в сравнении с рядом соперников, бегущих с заданной скоростью.

Ища сигнатуру интерферирующих ридберговских состояний в образце атомов с насосным зондом, специалисты могли бы наблюдать временную метку для событий, происходящих всего за 1,7 триллионных долей секунды.

Будущие эксперименты с квантовыми часами могут заменить гелий другими атомами или даже использовать лазерные импульсы разных энергий, чтобы расширить справочник временных меток для более широкого диапазона условий.

Это исследование было опубликовано в журнале Physical Review Research.


 
Источник:  https://earth-chronicles.ru/


Поделитесь в социальных сетях

Комментарии 1

0  
renmilk11 02.11.2022 00:34 [Материал]
Машине-время, дороге-час... biggrin
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]

Похожие материалы

Разговоры у камина
Календарь
«  Октябрь 2022  »
Пн Вт Ср Чт Пт Сб Вс
     12
3456789
10111213141516
17181920212223
24252627282930
31
Последние комментарии
Сибирские ученые нашли центры управления терморегуляцией человека
Хорошо бы ещё найти точку, которая останавливает дикий выброс тепла, чтобы человек не распахивал на (от ТаняТитуль)
Инсбрукская броня: свидетельство существования гигантов
Жаль подмога не пришла,
Подкрепленье не прислали.
Нас осталось только два,
Нас (от deus_ex)

Сибирские ученые нашли центры управления терморегуляцией человека
закаливание - вот действенный способ управления терморегуляцией...  Alexeyy)
Древние бактерии из ледяной пещеры Румынии оказались устойчивы к антибиотикам
доковыряются с этими бактериями и не успеют создать лекарственный препарат... вот хохма будет...  Alexeyy)
Великая пирамида как пророческий ключ: Исаак Ньютон и тайны Апокалипсиса
Ньютон поругался с Гуком? Вот уж не думал...  Alexeyy)