Φυσικοί από το Ινστιτούτο Τεχνολογίας της Μασαχουσέτης έχουν αναπτύξει μια μέθοδο για το χειρισμό της κβαντικής
Σε μια μελέτη που δημοσιεύτηκε στο Nature Physics,Οι επιστήμονες μελέτησαν 400 υπερψυχρά άτομα υττερβίου, ενός από τους δύο τύπους ατόμων που χρησιμοποιούνται στα σύγχρονα ατομικά ρολόγια. Ψύξαν τα άτομα λίγο πάνω από το απόλυτο μηδέν. Σε αυτή τη θερμοκρασία, τα περισσότερα κλασικά φαινόμενα όπως η θερμότητα εξαφανίζονται και η συμπεριφορά των ατόμων καθορίζεται αποκλειστικά από τα κβαντικά φαινόμενα.
Θάλαμος εγκατάστασης με υπερψυχρά άτομα υττερβίου. Φωτογραφία: Simone Colombo, MIT
Οι επιστήμονες χρησιμοποίησαν ένα σύστημα λέιζερ για τη σύλληψηάτομα, και στη συνέχεια εξέπεμψε "μπερδεμένο" φως με μια γαλαζωπή απόχρωση που προκάλεσε τα άτομα να ταλαντωθούν σε μια συσχετισμένη κατάσταση. Επέτρεψαν στα μπλεγμένα άτομα να εξελιχθούν προς τα εμπρός στο χρόνο και στη συνέχεια τα υπέβαλαν σε ένα μικρό μαγνητικό πεδίο. Εισήγαγε μια μικρή κβαντική αλλαγή, μετατοπίζοντας ελαφρά τις συλλογικές δονήσεις των ατόμων.
Μια τέτοια μετατόπιση θα ήταν αδύνατο να εντοπιστεί μεχρησιμοποιώντας υπάρχοντα εργαλεία μέτρησης, σημειώνουν οι ερευνητές. Αντίθετα, οι φυσικοί χρησιμοποίησαν την αντιστροφή του χρόνου για να ενισχύσουν αυτό το κβαντικό σήμα. Για να το κάνουν αυτό, έστειλαν μια άλλη ακτίνα λέιζερ με κόκκινη απόχρωση, η οποία διέγειρε τα άτομα να ξετυλιχτούν σαν να εξελίσσονταν προς τα πίσω στο χρόνο.
Μηχάνημα λέιζερ που χρησιμοποιείται για την εμπλοκή και την αποσύνδεση ατόμων. Φωτογραφία: Simone Colombo, MIT
Η ομάδα έτρεξε αυτό το πείραμα χιλιάδες φορές μεσύννεφα 50 έως 400 ατόμων, παρατηρώντας κάθε φορά μια αύξηση του κβαντικού σήματος. Οι επιστήμονες ανακάλυψαν ότι το εμπλεκόμενο σύστημά τους είναι 15 φορές πιο ευαίσθητο από παρόμοια μη εμπλεκόμενα ατομικά συστήματα.
Κάθε τύπος ατόμου δονείται με σταθερή συχνότητα,το οποίο, αν μετρηθεί σωστά, μπορεί να χρησιμεύσει ως ένα πολύ ακριβές εκκρεμές, εξηγούν οι συγγραφείς. Αλλά στην κλίμακα ενός ατόμου, οι νόμοι της κβαντικής μηχανικής τίθενται σε ισχύ και οι δονήσεις του ατόμου αλλάζουν. Μόνο αφού πραγματοποιήσουν πολλές μετρήσεις ενός ατόμου, οι επιστήμονες λαμβάνουν μια εκτίμηση των πραγματικών δονήσεων του.
Για παράδειγμα, στα σύγχρονα ατομικά ρολόγια της φυσικήςμετρούν επανειλημμένα τις δονήσεις χιλιάδων υπερψυχρά ατόμων για να αυξήσουν τις πιθανότητές τους να λάβουν ακριβή δεδομένα. Χρησιμοποιώντας την αυξημένη ευαισθησία ενός κβαντικού εμπλεκόμενου συστήματος, είναι δυνατό να μειωθεί ο αριθμός των μετρήσεων και να βελτιωθεί η ακρίβεια των ατομικών ρολογιών και των διαφόρων αισθητήρων που βασίζονται σε ατομικές δονήσεις.
Εικόνα εξωφύλλου: MIT
Διαβάστε περισσότερα:
Η παλαιότερη αποστολή Voyager 1 έχει ένα περίεργο πρόβλημα που δεν μπορεί να διορθωθεί
Το τηλεσκόπιο James Webb τράβηξε την πρώτη φωτογραφία του Δία: έχει 9 κινούμενους στόχους ταυτόχρονα
Οι επιστήμονες βρήκαν ένα «κουτί της Πανδώρας» στα έγκατα της Γης: η ενέργεια από εκεί τροφοδοτεί τη ζωή στον πλανήτη