Физици от Масачузетския технологичен институт са разработили метод за манипулиране на квантовата
В проучване, публикувано в Nature Physics,Учените са изследвали 400 ултрастудени атома на итербий, един от двата вида атоми, използвани в съвременните атомни часовници. Те охладиха атомите точно над абсолютната нула. При тази температура повечето класически ефекти като топлината изчезват и поведението на атомите се определя единствено от квантовите ефекти.
Инсталационна камера с ултрастудени итербиеви атоми. Снимка: Симон Коломбо, MIT
Учените са използвали система от лазери за улавянеатоми и след това изпрати "объркваща" светлина със синкав оттенък, която накара атомите да осцилират в корелирано състояние. Те позволиха на заплетените атоми да еволюират напред във времето и след това ги подложиха на малко магнитно поле. Той въведе малка квантова промяна, леко измествайки колективните вибрации на атомите.
Такава промяна би била невъзможна за откриванеизползвайки съществуващи инструменти за измерване, отбелязват изследователите. Вместо това, физиците са използвали обръщане на времето, за да усилят този квантов сигнал. За да направят това, те изпратиха друг лазерен лъч с червен нюанс, който стимулира атомите да се разплитат, сякаш се развиват назад във времето.
Лазерна машина, използвана за заплитане и разплитане на атоми. Снимка: Симон Коломбо, MIT
Екипът проведе този експеримент хиляди пъти соблаци от 50 до 400 атома, като всеки път се наблюдава увеличение на квантовия сигнал. Учените са открили, че тяхната заплетена система е 15 пъти по-чувствителна от подобни незаплетени атомни системи.
Всеки тип атом вибрира с постоянна честота,което, ако е правилно измерено, може да служи като много точно махало, обясняват авторите. Но в мащаба на един атом влизат в сила законите на квантовата механика и вибрациите на атома се променят. Едва след като направят много измервания на атом, учените получават оценка на реалните му вибрации.
Например в съвременните атомни часовници на физикатамногократно измерват вибрациите на хиляди ултрастудени атоми, за да увеличат шансовете си за получаване на точни данни. Използвайки повишената чувствителност на квантово заплетена система, е възможно да се намали броят на измерванията и да се подобри точността на атомните часовници и различни сензори, базирани на атомни вибрации.
Изображение на корицата: MIT
Прочетете още:
Най-старата мисия на Вояджър 1 има странен проблем, който не може да бъде коригиран
Телескопът James Webb направи първата снимка на Юпитер: показва 9 движещи се цели наведнъж
Учени откриха "кутия на Пандора" в недрата на Земята: енергията оттам захранва живота на планетата