יונים טעונים מאוד הם צורה נפוצה של חומר בחלל, כמו השמש וכוכבים אחרים.
בעבר, הצוות היה צריך לפתור כמהבעיות יסוד כמו זיהוי וקירור: עבור שעונים אטומיים צריך לקרר מאוד את החלקיקים על מנת לעצור אותם עד כמה שניתן וכך לספור את תדירות התנודה. עם זאת, יונים טעונים מאוד מיוצרים על ידי יצירת פלזמה חמה במיוחד. בשל המבנה האטומי הקיצוני שלהם, לא ניתן לקרר יונים טעונים גבוהים ישירות באמצעות אור לייזר, וגם לא ניתן להשתמש בשיטות זיהוי סטנדרטיות. בעיה זו נפתרה באמצעות שיתוף פעולה בין מכון מקס פלנק בהיידלברג ומכון QUEST על ידי מיצוי יון ארגון יחיד טעון גבוה מפלזמה חמה ואחסונו במלכודת יונים יחד עם יון בריליום חד פעמי. זה מאפשר לקירור עקיף של יון טעון מאוד ולחקור אותו באמצעות יון הבריליום. לאחר מכן נבנתה מערכת מלכודות קריוגנית משופרת במכון מקס פלנק, שפותחה בהמשך במכון הלאומי הגרמני למטרולוגיה עבור הניסויים הבאים. לאחר מכן, אלגוריתם קוונטי שפותח במכון הלאומי הגרמני למטרולוגיה אפשר לקרר את היון הטעון גבוה עוד יותר, כלומר קרוב למצב הקרקע המכני הקוונטי. זה תואם לטמפרטורה של 200 מיליוניות הקלווין מעל האפס המוחלט.
כעת חוקרים עשו בהצלחה את הדברים הבאיםשלב: הם יצרו שעון אטומי אופטי המבוסס על יוני ארגון טעונים פי שלוש עשרה והשוו את הביצועים שלהם עם שעוני יוני איטרביום קיימים. לשם כך, הם היו צריכים לנתח את המערכת בפירוט רב כדי להבין, למשל, את תנועתו של יון טעון מאוד ואת השפעתם של שדות הפרעה חיצוניים. הם השיגו שגיאת מדידה של 2 חלקים בשנת 1017, אשר דומה להרבה שעונים אטומיים אופטיים הפועלים כעת. "אנו מצפים להפחתת אי-ודאות נוספת באמצעות שיפורים טכניים שאמורים להעמיד אותנו בשיוויון עם השעונים האטומיים הטובים ביותר", אומר מנהיג צוות המחקר פיט שמידט.
לפיכך, החוקרים יצרו רציניתחרות עם שעונים אטומיים אופטיים קיימים המבוססים, למשל, על יוני איטרביום בודדים או אטומי סטרונציום ניטרליים. השיטות בהן נעשה שימוש הן אוניברסליות ומאפשרות חקר של יונים רבים ושונים בטעינה גבוהה.
קרא עוד:
ארכיאולוגים אישרו רשמית את האגדות מהתנ"ך
נמצא קברה של "הכוהנת" של אפרודיטה: מדענים הראו מה הם מצאו שם
מדענים ראו מה נמצא בשטח בירת המאיה. הממצא הפתיע אותם.