[Научно-популярное, Физика] В МТИ представили атомные часы с квантовой запутанностью
Автор
Сообщение
news_bot ®
Стаж: 6 лет 9 месяцев
Сообщений: 27286
Физики из Массачусетского технологического института представили новый тип атомных часов. Конструкция, в которой используются запутанные атомы, может помочь в поисках темной материи и изучении влияния гравитации во времени.
Атомные часы считаются самыми точными хронометрами в мире. В них используются лазеры для измерения колебаний атомов постоянной частоты. Лучшие атомные часы в мире отсчитывают время с такой точностью, что, если бы они шли с момента зарождения Вселенной, сегодня отклонились бы только на полсекунды.
Тем не менее, даже эти часы могут быть еще точнее. Ученые задумались над тем, что, если бы атомные часы могли более точно измерять колебания атомов, то были бы достаточно чувствительными, чтобы обнаруживать такие явления, как темная материя и гравитационные волны. Имея более совершенные атомные часы, исследователи могли бы искать ответы на вопросы, например, какое влияние гравитация может оказывать на течение времени и изменяется ли само время с возрастом Вселенной.
Тогда исследователи создали атомные часы, которые измеряют не облако случайно колеблющихся атомов, а квантово запутанные атомы.
Чтобы указывать точное время, часы в идеале должны отслеживать колебания отдельного атома. Но в микромасштабе законы классической механики перестают работать и начинает действовать квантовая механика. В этой ситуации возможно измерить лишь усредненное значение множества колебаний.
Вот почему современные атомные часы измеряют средние показатели колебания тысяч атомов одного и того же типа в газообразной среде. Они используют систему лазеров, чтобы газ из сверхохлажденных атомов сосредоточился в определенном месте. Затем стабильный лазер с частотой, близкой к частоте колебаний атомов, посылается, чтобы исследовать их колебания и отслеживать время. Но работает закон квантовой неопределенности, и точные индивидуальные частоты каждого атома определить невозможно.
Поэтому исследователи решили использовать запутанное состояние атомов. Команда пришла к выводу, что, если атомы запутаны, то их отдельные колебания будут находиться у общей частоты с меньшим отклонением, чем, если бы они не были запутаны. Таким образом, средние колебания, измеряемые атомными часами, будут иметь точность, превышающую Стандартный квантовый предел.
В новых атомных часах ученые запутали около 350 атомов иттербия, который колеблется с той же высокой частотой, что и видимый свет, то есть в 100 000 раз чаще за одну секунду, чем цезий. Группа использовала стандартные методы для охлаждения атомов и захвата их в оптическом резонаторе из двух зеркал. Затем через оптический резонатор пропустили лазер, где он запутался с атомами. Другой лазер использовали для измерения средней частоты колебаний запутанных атомов.
Новая установка обеспечивает точность измерений в четыре раза быстрее.
«Оптические атомные часы с запутанностью могут достичь большей точности за одну секунду», — говорит ведущий автор исследования Эдвин Педрозо-Пеньяфьель, постдок из Исследовательской лаборатории электроники МТИ.
Если бы эти атомные часы шли с момента зарождения Вселенной, то отставание было бы меньше, чем на 100 миллисекунд.
===========
Источник:
habr.com
===========
Похожие новости:
- [Анализ и проектирование систем, Визуализация данных, Веб-аналитика, Научно-популярное, Социальные сети и сообщества] Хабрарейтинг 2020: статистика и рейтинг лучших статей за 2020 год
- [Научно-популярное, Космонавтика, Астрономия] Миссия «Чанъэ-5»: ученые начали изучение капсулы с лунным грунтом, там 1731 г образцов
- [Научно-популярное, Старое железо, Космонавтика] Резервы газов на МКС оказались на исходе из-за утечки воздуха
- [Научно-популярное, Космонавтика] Ещё 36 Oneweb на орбите. Запуски года: 110 всего, 16 от России
- [Научно-популярное, Здоровье] Византийская проституция: взгляд сквозь время и юбки
- [Научно-популярное, Космонавтика, Астрономия] Японские ученые взвесили частички грунта с астероида Рюгу, вместо расчетных 0,1 г в капсуле обнаружено 5,4 г образцов
- [Обработка изображений, Машинное обучение, Учебный процесс в IT, Научно-популярное, Искусственный интеллект] Лучшее в мире видео-объяснение нейронных сетей, глубокого обучения, градиентного спуска и обратного распространения
- [Научно-популярное, Физика] Энергия и энтропия
- [Научно-популярное, Химия, Экология] Грязный буй: динамика компонентов пластиковых отходов в океанической среде
- [Научно-популярное, Космонавтика] Спутник связи на GEO. Запуски года: 109 всего, 2 от Индии
Теги для поиска: #_nauchnopopuljarnoe (Научно-популярное), #_fizika (Физика), #_mti (мти), #_kvantovaja_fizika (квантовая физика), #_atomnye_chasy (атомные часы), #_kvantovaja_zaputannost (квантовая запутанность), #_nauchnopopuljarnoe (
Научно-популярное
), #_fizika (
Физика
)
Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете голосовать в опросах
Вы не можете прикреплять файлы к сообщениям
Вы не можете скачивать файлы
Текущее время: 25-Ноя 16:59
Часовой пояс: UTC + 5
| Автор | Сообщение |
|---|---|
|
news_bot ®
Стаж: 6 лет 9 месяцев |
|
 Физики из Массачусетского технологического института представили новый тип атомных часов. Конструкция, в которой используются запутанные атомы, может помочь в поисках темной материи и изучении влияния гравитации во времени. Атомные часы считаются самыми точными хронометрами в мире. В них используются лазеры для измерения колебаний атомов постоянной частоты. Лучшие атомные часы в мире отсчитывают время с такой точностью, что, если бы они шли с момента зарождения Вселенной, сегодня отклонились бы только на полсекунды. Тем не менее, даже эти часы могут быть еще точнее. Ученые задумались над тем, что, если бы атомные часы могли более точно измерять колебания атомов, то были бы достаточно чувствительными, чтобы обнаруживать такие явления, как темная материя и гравитационные волны. Имея более совершенные атомные часы, исследователи могли бы искать ответы на вопросы, например, какое влияние гравитация может оказывать на течение времени и изменяется ли само время с возрастом Вселенной. Тогда исследователи создали атомные часы, которые измеряют не облако случайно колеблющихся атомов, а квантово запутанные атомы. Чтобы указывать точное время, часы в идеале должны отслеживать колебания отдельного атома. Но в микромасштабе законы классической механики перестают работать и начинает действовать квантовая механика. В этой ситуации возможно измерить лишь усредненное значение множества колебаний. Вот почему современные атомные часы измеряют средние показатели колебания тысяч атомов одного и того же типа в газообразной среде. Они используют систему лазеров, чтобы газ из сверхохлажденных атомов сосредоточился в определенном месте. Затем стабильный лазер с частотой, близкой к частоте колебаний атомов, посылается, чтобы исследовать их колебания и отслеживать время. Но работает закон квантовой неопределенности, и точные индивидуальные частоты каждого атома определить невозможно. Поэтому исследователи решили использовать запутанное состояние атомов. Команда пришла к выводу, что, если атомы запутаны, то их отдельные колебания будут находиться у общей частоты с меньшим отклонением, чем, если бы они не были запутаны. Таким образом, средние колебания, измеряемые атомными часами, будут иметь точность, превышающую Стандартный квантовый предел. В новых атомных часах ученые запутали около 350 атомов иттербия, который колеблется с той же высокой частотой, что и видимый свет, то есть в 100 000 раз чаще за одну секунду, чем цезий. Группа использовала стандартные методы для охлаждения атомов и захвата их в оптическом резонаторе из двух зеркал. Затем через оптический резонатор пропустили лазер, где он запутался с атомами. Другой лазер использовали для измерения средней частоты колебаний запутанных атомов. Новая установка обеспечивает точность измерений в четыре раза быстрее. «Оптические атомные часы с запутанностью могут достичь большей точности за одну секунду», — говорит ведущий автор исследования Эдвин Педрозо-Пеньяфьель, постдок из Исследовательской лаборатории электроники МТИ. Если бы эти атомные часы шли с момента зарождения Вселенной, то отставание было бы меньше, чем на 100 миллисекунд. =========== Источник: habr.com =========== Похожие новости:
Научно-популярное ), #_fizika ( Физика ) |
|
Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете голосовать в опросах
Вы не можете прикреплять файлы к сообщениям
Вы не можете скачивать файлы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете голосовать в опросах
Вы не можете прикреплять файлы к сообщениям
Вы не можете скачивать файлы
Текущее время: 25-Ноя 16:59
Часовой пояс: UTC + 5