Вчені знайшли абсолютно новий спосіб вимірювання часу

Вчені з Уппсальського університету у Швеції провели низку експериментів та винайшли новий спосіб вимірювання часу, який не потребує точної початкової точки.

Як повідомляє видання ScienceAlert.com, визначення плину часу є простим випадком підрахунку секунд між "тоді" і "зараз". Але у квантовому масштабі дзижчання електронів "тоді" не завжди можна передбачити. Що ще гірше, "зараз" часто розпливається в тумані невизначеності. Секундомір просто не працюватиме для деяких сценаріїв.

Згідно з дослідженням шведських науковців, потенційне рішення можна знайти в самій формі квантового туману.

Їхні експерименти щодо хвилеподібної природи чогось, що називається станом Рідберга, виявили новий спосіб вимірювання часу, який не потребує точної початкової точки.

Читайте також: Американські біоінженери створили 6 палець, яким можна навчитись маніпулювати за 1 хвилину (відео)

"Атоми Рідберга – це надто роздуті повітряні кульки царства частинок. Надуті лазерами замість повітря, ці атоми містять електрони в надзвичайно високоенергетичних станах, що обертаються далеко від ядра", – йдеться у повідомленні.

Зазначається, що не кожна помпа лазера потребує роздування атома до карикатурних розмірів. Насправді лазери зазвичай використовуються для переведення електронів у стани з вищою енергією для різноманітних цілей.

У деяких програмах другий лазер може бути використаний для моніторингу змін у положенні електрона, включаючи плин часу. Ці методи "накачування-зонд" можна використовувати, наприклад, для вимірювання швидкості певної надшвидкої електроніки.

Науковці кажуть, що переведення атомів у стан Рідберга є зручним прийомом для інженерів, не в останню чергу, коли справа доходить до розробки нових компонентів для квантових комп'ютерів. Фізики накопичили значну кількість інформації про те, як електрони рухаються, коли їх штовхають у стан Рідберга.

"Однак, будучи квантовими частинами, їхні рухи не так схожі на бусинки, що ковзають по крихітній рахівниці, а більше схожі на вечір за рулетковим столом, де кожен кидок і стрибок кульки стискаються в одну азартну гру. Книга математичних правил, що лежить в основі цієї дикої гри в електронну рулетку Рідберга, називається хвильовим пакетом Рідберга", – пояснили вчені.

Читайте також: Вчені показали інноваційного робота, який здатний друкувати тканини прямо в тілі

За їхніми словами, подібно до реальних хвиль, наявність більш ніж одного хвильового пакета Рідберга, що шириться в просторі, створює перешкоди, що призводить до унікальних моделей брижів. Киньте достатню кількість хвильових пакетів Рідберга в ту саму атомну водойму, і кожен з цих унікальних візерунків представлятиме окремий час, який потрібен хвильовим пакетам, щоб розвиватися відповідно один до одного.

Саме ці "відбитки" часу мали намір перевірити фізики, які стояли за цією серією експериментів, показавши, що вони є достатньо послідовними та надійними, щоб служити формою квантової мітки часу.

Їхні дослідження включали вимірювання результатів збуджених лазером атомів гелію та зіставлення їхніх висновків з теоретичними прогнозами, щоб показати, як їхні характерні результати можуть зберігатися протягом певного часу.

Фізик Марта Берхольтс з університету Уппсали у Швеції, яка очолила команду науковців, зауважила, що "перевага цього методу полягає в тому, що вам не потрібно заводити годинник – ви просто дивитесь на структуру перешкод і кажете "добре, минуло 4 наносекунди".

Вчені кажуть, що майбутні експерименти з квантовим годинником можуть замінити гелій іншими атомами або навіть використовувати лазерні імпульси різної енергії, щоб розширити довідник позначок часу відповідно до ширшого діапазону умов.

Це дослідження було опубліковано в Physical Review Research.

Раніше на глибині 2450 кілометрів у Середземному морі відкрили наукову лабораторію.

Бажаєте отримувати найактуальніші новини про війну та події в Україні – підписуйтесь на наш Телеграм-канал!