Fiziķi no Masačūsetsas Tehnoloģiju institūta ir izstrādājuši metodi manipulēšanai ar kvantiem
Pētījumā, kas publicēts Nature Physics,Zinātnieki pētīja 400 īpaši aukstos iterbija atomus, kas ir viens no divu veidu atomiem, ko izmanto mūsdienu atompulksteņos. Viņi atdzesēja atomus nedaudz virs absolūtās nulles. Šajā temperatūrā lielākā daļa klasisko efektu, piemēram, siltums, pazūd, un atomu uzvedību nosaka tikai kvantu efekti.
Uzstādīšanas kamera ar īpaši aukstiem iterbija atomiem. Foto: Simone Colombo, MIT
Lai uztvertu, zinātnieki izmantoja lāzeru sistēmuatomi, un pēc tam izsūtīja "mulsinošu" gaismu ar zilganu nokrāsu, kas izraisīja atomu svārstības korelētā stāvoklī. Viņi ļāva sapinušajiem atomiem attīstīties uz priekšu laikā un pēc tam pakļāva tos nelielam magnētiskajam laukam. Tas ieviesa nelielas kvantu izmaiņas, nedaudz mainot atomu kolektīvās vibrācijas.
Ar šādu nobīdi nebūtu iespējams noteiktizmantojot esošos mērīšanas rīkus, atzīmē pētnieki. Tā vietā fiziķi izmantoja laika maiņu, lai pastiprinātu šo kvantu signālu. Lai to izdarītu, viņi izsūtīja vēl vienu lāzera staru ar sarkanu nokrāsu, kas stimulēja atomu atšķetināšanu tā, it kā tie evolucionētu atpakaļ laikā.
Lāzera iekārta, ko izmanto atomu sapīšanai un atdalīšanai. Foto: Simone Colombo, MIT
Komanda veica šo eksperimentu tūkstošiem reižu50 līdz 400 atomu mākoņi, katru reizi novērojot kvantu signāla pieaugumu. Zinātnieki ir noskaidrojuši, ka viņu sapinušās sistēmas ir 15 reizes jutīgākas nekā līdzīgas nesapinušās atomu sistēmas.
Katrs atomu veids vibrē nemainīgā frekvencē,kas, pareizi mērot, var kalpot kā ļoti precīzs svārsts, skaidro autori. Bet viena atoma mērogā stājas spēkā kvantu mehānikas likumi, un mainās atoma vibrācijas. Tikai pēc daudzu atoma mērījumu veikšanas zinātnieki iegūst aplēses par tā reālajām vibrācijām.
Piemēram, mūsdienu fizikas atompulksteņosatkārtoti mēra tūkstošiem īpaši aukstu atomu vibrācijas, lai palielinātu viņu iespējas iegūt precīzus datus. Izmantojot palielinātu kvantu sapītas sistēmas jutību, ir iespējams samazināt mērījumu skaitu un uzlabot atompulksteņu un dažādu sensoru precizitāti, kas balstīta uz atomu vibrācijām.
Vāka attēls: MIT
Lasīt vairāk:
Vecākajai Voyager 1 misijai ir dīvaina kļūme, kuru nevar novērst
Džeimsa Veba teleskops uzņēma pirmo Jupitera attēlu: tajā vienlaikus ir 9 kustīgi mērķi
Zinātnieki ir atraduši "Pandoras lādi" Zemes zarnās: no turienes enerģija baro dzīvību uz planētas