A Massachusetts Institute of Technology fizikusai kifejlesztettek egy módszert a kvantum manipulálására
В исследовании, опубликованном в Nature Physics, A tudósok az itterbium 400 ultrahideg atomját tanulmányozták, amely a modern atomórákban használt kétféle atom egyike. Lehűtötték az atomokat valamivel az abszolút nulla fölé. Ezen a hőmérsékleten a legtöbb klasszikus hatás, például a hő eltűnik, és az atomok viselkedését kizárólag a kvantumhatások határozzák meg.
Beépítési kamra ultrahideg itterbium atomokkal. Fotó: Simone Colombo, MIT
A tudósok lézerrendszert használtak a rögzítéshezatomokat, majd "zavaró" kékes árnyalatú fényt bocsátott ki, amely az atomokat korrelált állapotban oszcillálta. Hagyták, hogy az összegabalyodott atomok előrehaladjanak az időben, majd kis mágneses térnek tették ki őket. Kis kvantumváltozást vezetett be, kissé eltolva az atomok kollektív rezgéseit.
Ilyen eltolódást lehetetlen lenne észlelnimeglévő mérőeszközök segítségével – jegyzik meg a kutatók. Ehelyett a fizikusok időfordítást alkalmaztak ennek a kvantumjelnek a felerősítésére. Ennek érdekében egy másik vörös árnyalatú lézersugarat küldtek ki, ami az atomokat úgy serkentette a kibomlásra, mintha az időben visszafelé fejlődnének.
Lézergép, amelyet atomok össze- és szétszedésére használnak. Fotó: Simone Colombo, MIT
A csapat több ezer alkalommal futtatta le ezt a kísérletet50-400 atomból álló felhők, minden alkalommal megfigyelve a kvantumjel növekedését. A tudósok azt találták, hogy összegabalyodott rendszerük 15-ször érzékenyebb, mint a hasonló, nem összegabalyodott atomi rendszerek.
Minden atomtípus állandó frekvencián rezeg,amely megfelelő mérés esetén nagyon pontos ingaként szolgálhat – magyarázzák a szerzők. De egy atom léptékében életbe lépnek a kvantummechanika törvényei, és megváltoznak az atom rezgései. Csak miután sok mérést végeztek egy atomon, a tudósok becslést kapnak az atom valódi rezgéseiről.
Például a fizika modern atomóráibanismételten mérje meg több ezer ultrahideg atom rezgését, hogy növelje az esélyét a pontos adatok megszerzésére. A kvantum-összefonódott rendszer megnövelt érzékenységének felhasználásával lehetőség nyílik a mérések számának csökkentésére és az atomórák és az atomrezgéseken alapuló különféle érzékelők pontosságának javítására.
Borítókép: MIT
Olvass tovább:
A legrégebbi Voyager 1 küldetésnek van egy furcsa hibája, amelyet nem lehet kijavítani
A James Webb teleszkóp készítette az első képet a Jupiterről: egyszerre 9 mozgó célpont van rajta
A tudósok "Pandora szelencéjét" találták a Föld belsejében: az onnan származó energia táplálja az életet a bolygón