Oznaczanie upływu czasu w świecie tykających zegarów i kołyszących się wahadeł to prosty przypadek odliczania sekund między „wtedy” a „teraz”. Jednak w skali kwantowej brzęczących elektronów „później” nie zawsze jest przewidywalne. Co gorsza, „teraz” często rozmywa się we mgle niepewności. W niektórych sytuacjach stoper po prostu nie jest odpowiedni. Według naukowców z Uniwersytetu w Uppsali w Szwecji, potencjalne rozwiązanie można znaleźć w postaci samej mgły kwantowej.
Ich eksperymenty z falistą naturą tego, co nazywa się stanem Rydberga, ujawniły nowy sposób pomiaru czasu, który nie wymaga precyzyjnego punktu odniesienia. Atomy Rydberga to napompowane balony w sferze cząstek. Napompowane laserami zamiast powietrza atomy te zawierają elektrony w ekstremalnie wysokich stanach energetycznych, krążące z dala od jądra.
Oczywiście nie każde pompowanie lasera powinno nadmuchać atom do rozmiarów karykaturalnych. W rzeczywistości lasery są regularnie używane do wprowadzania elektronów do wyższych stanów energetycznych do różnych celów. W niektórych zastosowaniach drugi laser może być używany do monitorowania zmian pozycji elektronu, w tym w czasie. Takie metody „pompy sondy” mogą być stosowane na przykład do pomiaru prędkości niektórych ultraszybkich urządzeń elektronicznych.
Wprowadzanie atomów w stan Rydberga to wygodna sztuczka dla inżynierów, zwłaszcza podczas projektowania nowych komponentów komputerów kwantowych. Nie trzeba dodawać, że fizycy zgromadzili znaczną ilość informacji o tym, jak elektrony poruszają się po wejściu w stan Rydberga.
Matematyczny podręcznik zasad tej dzikiej gry nazywa się Rydberg Wave Packet. Podobnie jak fale w stawie, posiadanie więcej niż jednego pakietu fal Rydberga w przestrzeni powoduje zakłócenia, co skutkuje unikalnymi wzorami falowania. Wrzuć wystarczającą liczbę paczek fal Rydberga do tego samego stawu atomowego, a każdy z tych unikalnych wzorów będzie reprezentował określony czas potrzebny na ewolucję paczek fal zgodnie ze sobą.
To właśnie te „odciski palców” czasu fizycy stojący za najnowszą serią eksperymentów postanowili sprawdzić, czy są one wystarczająco spójne i niezawodne, aby służyć jako forma kwantowego zapisu czasu.Ich badanie obejmowało pomiar wyników wzbudzania laserowego atomów helu i porównanie wyników z przewidywaniami teoretycznymi, aby pokazać, w jaki sposób ich sygnatury mogą reprezentować długość czasu.
„Jeśli używasz licznika, musisz zdefiniować zero. W pewnym momencie zaczynasz liczyć” – powiedziała New Scientist fizyk Martha Berholts z Uppsala University w Szwecji, która kierowała zespołem. „Zaletą tej metody jest to, że nie musisz nakręcać zegara – po prostu patrzysz na wzór interferencji i mówisz ‘OK, minęły 4 nanosekundy’”.
Podręcznik opracowywania pakietów fal Rydberga może być używany w połączeniu z innymi formami spektroskopii z sondą pompującą, które mierzą zdarzenia w małej skali, gdy jest to mniej wyraźne od czasu do czasu lub po prostu zbyt niewygodne do zmierzenia. Ważne jest, aby pamiętać, że żaden z wydruków nie wymaga „wtedy” i „teraz” jako punktu początkowego i końcowego. To byłoby jak mierzenie biegu nieznanego sprintera z kilkoma zawodnikami biegającymi z określoną prędkością.
Szukając sygnatury zakłócających stanów Rydberga w próbce atomów za pomocą sondy pompującej, naukowcy mogli obserwować znacznik czasu zdarzeń zachodzących w zaledwie 1,7 bilionowych części sekundy. Przyszłe eksperymenty z zegarem kwantowym mogłyby zastąpić hel innymi atomami, a nawet wykorzystać impulsy laserowe o różnych energiach, aby rozszerzyć przewodnik po znacznikach czasu dla szerszego zakresu warunków.
Badanie to zostało opublikowane w czasopiśmie Physical Review Research.
Zgłoś naruszenie/Błąd
Pozytywnie
Neutralnie 
Negatywnie
Lubię to!
Super
Ekscytujący 
Ciekawy
Smieszny
Smutny
Wściekły
Przerażony
Szokujący
Wzruszający
Rozczarowany
Zaskoczony
Prawda
Manipulacja
Fake news
Oryginalne źródło ZOBACZ
Dodaj kanał RSS
Musisz być zalogowanym aby zaproponować nowy kanal RSS