Fizicienii de la Institutul de Tehnologie din Massachusetts au dezvoltat o metodă de manipulare cuantică
Într-un studiu publicat în Nature Physics,Oamenii de știință au studiat 400 de atomi ultrareci de iterbiu, unul dintre cele două tipuri de atomi utilizate în ceasurile atomice moderne. Au răcit atomii chiar deasupra zeroului absolut. La această temperatură, majoritatea efectelor clasice, cum ar fi căldura, dispar, iar comportamentul atomilor este determinat doar de efectele cuantice.
Camera de instalare cu atomi de iterbiu ultrareci. Foto: Simone Colombo, MIT
Oamenii de știință au folosit un sistem de lasere pentru a capturaatomi și apoi a trimis lumină „confuză” cu o nuanță albăstruie care a făcut ca atomii să oscileze într-o stare corelată. Ei au permis atomilor încâlciți să evolueze înainte în timp și apoi i-au supus unui mic câmp magnetic. A introdus o mică schimbare cuantică, schimbând ușor vibrațiile colective ale atomilor.
O astfel de schimbare ar fi imposibil de detectatfolosind instrumente de măsurare existente, notează cercetătorii. În schimb, fizicienii au folosit inversarea timpului pentru a amplifica acest semnal cuantic. Pentru a face acest lucru, au trimis un alt fascicul laser cu o nuanță roșie, care a stimulat atomii să se desprindă ca și cum ar evolua înapoi în timp.
O mașină laser folosită pentru a încurca și a desprinde atomii. Foto: Simone Colombo, MIT
Echipa a efectuat acest experiment de mii de ori cunori cu 50 până la 400 de atomi, observând de fiecare dată o creștere a semnalului cuantic. Oamenii de știință au descoperit că sistemul lor încurcat este de 15 ori mai sensibil decât sistemele atomice similare neîncurcate.
Fiecare tip de atom vibrează la o frecvență constantă,care, dacă este măsurat corect, poate servi ca un pendul foarte precis, explică autorii. Dar la scara unui atom, legile mecanicii cuantice intră în vigoare, iar vibrațiile atomului se schimbă. Numai după ce au făcut multe măsurători ale unui atom, oamenii de știință obțin o estimare a vibrațiilor sale reale.
De exemplu, în ceasurile atomice moderne ale fiziciimăsurați în mod repetat vibrațiile a mii de atomi ultrareci pentru a le crește șansele de a obține date precise. Folosind sensibilitatea crescută a unui sistem cuantic încurcat, este posibil să se reducă numărul de măsurători și să se îmbunătățească precizia ceasurilor atomice și a diverșilor senzori bazați pe vibrațiile atomice.
Imagine de copertă: MIT
Citeste mai mult:
Cea mai veche misiune Voyager 1 are o eroare ciudată care nu poate fi remediată
Telescopul James Webb a făcut prima fotografie a lui Jupiter: arată 9 ținte în mișcare simultan
Oamenii de știință au găsit o „cutie Pandorei” în intestinele Pământului: energia de acolo hrănește viața de pe planetă