ساخت دقیق ترین ساعت اتمی دنیا با فناوری كوانتوم در هم تنیده
گروهی از فیزیکدانان موسسه فناوری ماساچوست(MIT) روشی را برای کاهش نوسانات کوانتومی در ساعتهای اتمی بوجود آورده اند.
به گزارش کوتاه کننده لینک به نقل از ایسنا و به نقل از آی ای، ساعتهای اتمی دقیق ترین نگهدارنده های زمان شناخته شده در جهان هستند که بهترین آنها می تواند زمان را با دقت یک ثانیه به مدت ۱۵ میلیارد سال نشان کند.
با این وجود یک گروه از محققان MIT به این نتیجه رسیدند که همین نوسان بسیار ناچیز هم در طول ۱۵ میلیارد سال نباید باشد. آنها در مقاله جدیدی که در مجله Nature انتشار یافت، از یک ساعت اتمی درهم تنیده کوانتومی دقیق تر رونمایی کردند.
ساعتهای اتمی از لیزر برای اندازه گیری نوسانات در اتم ها استفاده می نمایند و قابلیت اطمینان باورنکردنی این ارتعاشات، ساعتهای اتمی را بسیار دقیق می کند.
ساعتهای کوانتومی معمولاً گازی را ردیابی می کنند که از هزاران اتم مشابه(معمولاً سزیم) تشکیل شده باشد. این اتم ها تقریباً تا دمای صفر مطلق سرد می شوند و از راه لیزر در جای خود معلق می شوند. سپس از لیزر دیگری برای اندازه گیری نوسانات کوچک اتم ها استفاده می شود. ساعت اتمی با خوانش متوسط خیلی از اتم ها می تواند قرائت دقیق تری را هم به دست آورد.
متأسفانه اثری معروف به "حد استاندارد کوانتوم" -محدودیت عملیاتی که به علت نوسانات تصادفی کوانتومی ایجاد می شود- می تواند اندازه گیری های ساعت اتمی را با اختلال مواجه سازد.
دانشمندان می توانند این اثر را کاهش دهند، اما به صورت کامل قارد به حذف آن نیستند. فیزیکدانان MIT حالا نوع جدیدی از ساعت اتمی را طراحی نموده اند که به صورت موثر تاثیر "حد استاندارد کوانتوم" را بیشتر از هر زمان دیگری می کاهد.
این ساعت جدید با استفاده از پدیده ای که بعنوان "درهم تنیدگی کوانتومی" شناخته می شود، به این مهم دست یافته و به دقیق ترین نگهدارنده زمان که به دست بشر مهندسی شده تبدیل گشته است.
محققان برای عملی کردن و نمایش ایده خود، ۳۵۰ اتم "ایتربیم-۱۷۱" که سریع تر از سزیم نوسان دارد، را در یک حفره نوری بین دو آینه به دام انداختند. آنها سپس لیزر را برای ایجاد درهم تنیدگی کوانتومی بین اتم ها به داخل حفره تاباندند.
"چی شو" یکی از نویسندگان این تحقیق توضیح داد: این کار مثل این بود که نور بعنوان یک پیوند ارتباطی میان اتم ها عمل کند. نخستین اتمی که این نور را می بیند، نور را کمی تغییر می دهد و آن نور، اتم دوم و اتم سوم را هم اصلاح می کند و از راه چرخه های بسیار زیاد، اتم ها به صورت جمعی یکدیگر را می شناسند و رفتار مشابهی را شروع می کنند.
بعد از درهم تنیدن اتم ها، لیزر دوم روی آنها تابانده می شود تا میانگین فرکانس آنها اندازه گیری شود. تیم تحقیقاتی کشف کرد که چگونه این روش چهار برابر سریع تر از اتم های غیر درهم تنیده به یک دقت خاص می رسد.
تیم MIT می گوید اگر ساعتهای پیشرفته اتمی با این روش جدید سازگار شوند، دقت آنها به ۱۰۰ میلی ثانیه در کل عمر جهان هستی می رسد.
"ولادان وولتیچ" یکی از نویسندگان این مطالعه می گوید: چنین ساعتهای اتمی قدرتمندی همینطور درهای جدیدی را به روی تحقیقات علمی باز می کنند؛ همچون اینکه آیا با افزایش سن جهان، سرعت نور هم تغییر می کند؟ آیا بار الکترون تغییر می کند؟ این همان چیزی است که می توان با ساعتهای اتمی دقیق تر بررسی کرد.
منبع: كوتاه كننده لینك
این مطلب را می پسندید؟
(1)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان gph در مورد این مطلب