Fizikai sukūrė didelio tikslumo terahercinį molekulinį laikrodį

Pastaruoju metu mokslininkai taip pat tyrinėja galimą molekulinių laikrodžių kūrimą.Šios sistemos

Kolumbijos universiteto ir Varšuvos universiteto mokslininkai neseniai sukūrė didelio tikslumo molekulinį laikrodį, kuris gali būti naudojamas naujiems fiziniams reiškiniams tirti.

„Naujausi mūsų darbas yra daugelio metų rezultataspastangas sukurti vadinamąjį molekulinį laikrodį“, – interviu Phys.org sakė viena iš tyrėjų ir naujojo darbo autorių Tanya Zelevinsky. „Mus įkvėpė sparti atominių laikrodžių tikslumo pažanga. Molekuliniai laikrodžiai yra pagrįsti kitokiu „tiksėjimo“ mechanizmu, todėl gali būti jautrūs papildomiems reiškiniams. Viena iš jų – mintis, kad pagrindinės gamtos konstantos laikui bėgant gali keistis labai mažai. Kita galimybė yra ta, kad gravitacija tarp labai mažų objektų gali skirtis nuo sąveikos didesniu mastu.

Zelevinsky ir jos sukurtas molekulinis laikrodiskolegos remiasi diatomine Sr₂ molekule, struktūriškai primenančia dvi mažas sferas, sujungtas spyruokle. Laikrodis specialiai naudoja šios molekulės vibracinius režimus kaip tikslią dažnio atskaitą, o tai savo ruožtu leidžia sekti laiką.

Mokslininkai panaudojo superšaltų molekulių, suskaidytų į atomus, vaizdą. Nuotrauka: K. H. Leung

„Mūsų laikrodžiams reikia naudoti lazeriusatvėsinti atomus arti absoliutaus nulio ir laikyti juos optiniuose spąstuose, todėl jie susijungia į molekules ir nukreipia į juos didelio tikslumo „laikrodinius“ lazerius, kad iš tikrųjų atliktų matavimus “, - aiškino Zelevinsky. „Molekulinių laikrodžių pranašumas yra labai mažas jautrumas paklydusiems magnetiniams ar elektriniams laukams ir labai ilgas natūralus vibracinių režimų tarnavimo laikas.

Tyrime, paskelbtame žurnale PhysicalApžvalga X, Zelevinsky ir kolegos įvertino molekulinių laikrodžių tikslumą atlikdami daugybę bandymų, matuodami jų šališkumą. Jie nustatė, kad jų konstrukcija žymiai sumažino klaidų šaltinius, o pats laikrodis pasiekė bendrą sisteminę 4,6 × 10–14 paklaidą, o tai rodo ypač didelį tikslumą.

Nedideli laikrodžio rezonanso padėties poslinkiai, priklausantys nuo jaudinančios šviesos bangos ilgio (nurodoma spalva), riboja vibruojančio laikrodžio tikslumą. Nuotrauka: K. H. Leung

Sukurtas vibracinis molekulinis laikrodistyrėjų grupės, gali tapti terahercinio dažnio taikymo standartu, taip pat pagrindu kuriant naujas molekulinės spektroskopijos priemones. Jo dizainą taip pat galima pakeisti pakeičiant Sr₂ molekules kitais izotopiniais variantais (su skirtinga mase).

„Ateityje tikimės pritaikyti molekulinęStebėkite, kad suprastumėte molekulinę struktūrą maksimaliai tiksliai ir ištirtumėte bet kokį galimą ne Niutono gravitacijos požymį nanometrų skalėje“, - daro išvadą Zelevinsky.

Skaityti daugiau:

Nuotrauka pasirodė antroje pagal gylį pasaulyje povandeninėje smegduobėje

Pažiūrėkite, kas atsitiko Merkurijui, kai jis kuo arčiau Saulės

Mokslininkai yra pasirengę pripažinti naująjį medį seniausiu pasaulyje

Viršelio nuotrauka: Alex Berger