Οι κβαντικές ταλαντώσεις των ατόμων περιέχουν ένα συγκεκριμένο σύνολο πληροφοριών. Και αν οι επιστήμονες μπορούσαν να κάνουν ακριβείς μετρήσεις αυτών των ταλαντώσεων και να σχεδιάσουν τις αλλαγές τους με την πάροδο του χρόνου, τότε θα μπορούσαν να βελτιώσουν την ακρίβεια του ατομικού ρολογιού κατά τουλάχιστον 15 φορές, καθώς και να βελτιώσουν την ακρίβεια των κβαντικών αισθητήρων συστημάτων ατόμων των οποίων οι ταλαντώσεις μπορούν να υποδεικνύουν η παρουσία της σκοτεινής ύλης, βαρυτικό κύμα, ή ακόμα και νέα, απροσδόκητα φαινόμενα, για τα οποία δεν γνωρίζουμε ακόμη τίποτα.
Το κύριο εμπόδιο στη μέτρηση των ωραιότερων δονήσεων, που στέκεται εμπόδιο στους επιστήμονες, είναι ο «θόρυβος» του κόσμου μας, που φράζει αυτές τις ατομικές δονήσεις. Και έτσι επιστήμονες από το Ινστιτούτο Τεχνολογίας της Μασαχουσέτης κατάφεραν να ενισχύσουν σημαντικά τις κβαντικές αλλαγές στις ατομικές δονήσεις στέλνοντας σωματίδια μέσω δύο βασικών διεργασιών: της κβαντικής εμπλοκής και της χρονικής αντιστροφής.
Οι φυσικοί του MIT χειρίστηκαν τα κβαντικά μπερδεμένα άτομα με τέτοιο τρόπο που τα σωματίδια συμπεριφέρονταν σαν να κινούνταν προς τα πίσω στο χρόνο. Καθώς οι ερευνητές ξανατύλιξαν αποτελεσματικά την ταινία των ατομικών δονήσεων, οποιεσδήποτε αλλαγές σε αυτές τις δονήσεις ενισχύθηκαν με τέτοιο τρόπο ώστε να μπορούν να μετρηθούν εύκολα. Η μέθοδος ονομάστηκε SATIN.
Για τη νέα τους μελέτη, η ομάδα μελέτησε 400 υπερψυχρά άτομα υττερβίου, ενός από τους δύο τύπους ατόμων που χρησιμοποιούνται στα σύγχρονα ατομικά ρολόγια. Ψύξανε τα άτομα λίγο πάνω από το απόλυτο μηδέν, θερμοκρασίες στις οποίες τα περισσότερα κλασικά φαινόμενα όπως η θερμότητα εξαφανίζονται και η συμπεριφορά των ατόμων καθορίζεται αποκλειστικά από κβαντικά φαινόμενα.
Επίσης ενδιαφέρον:
- Saab JAS 39 Gripen, ως επιλογή για την Πολεμική Αεροπορία της Ουκρανίας: ανακαλύπτουμε τι είδους αεροσκάφος είναι
- Διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb: 10 στόχοι που πρέπει να παρατηρήσετε
Η ομάδα χρησιμοποίησε ένα σύστημα λέιζερ για να παγιδεύσει τα άτομα και στη συνέχεια έστειλε φως με μια μπλε απόχρωση «μπλεξίματος» που προκάλεσε τα άτομα να ταλαντωθούν σε συσχετισμένη κατάσταση. Επέτρεψαν στα μπλεγμένα άτομα να εξελιχθούν στο χρόνο και στη συνέχεια τα εξέθεσαν σε ένα μικρό μαγνητικό πεδίο, το οποίο έκανε μια μικρή κβαντική αλλαγή, μετατοπίζοντας ελαφρά τις συλλογικές δονήσεις των ατόμων.
Μια τέτοια μετατόπιση θα ήταν αδύνατο να εντοπιστεί με τα υπάρχοντα εργαλεία μέτρησης. Αντίθετα, η ομάδα εφάρμοσε αντιστροφή χρόνου για να ενισχύσει αυτό το κβαντικό σήμα. Για να γίνει αυτό, χρησιμοποίησαν ένα άλλο λέιζερ με κόκκινη απόχρωση, το οποίο διεγείρει το ξετύλιγμα των ατόμων, σαν να εξελίσσονταν προς την αντίστροφη κατεύθυνση στο χρόνο. Στη συνέχεια μέτρησαν τις ταλαντώσεις των σωματιδίων καθώς επέστρεφαν στην εμπλεκόμενη κατάστασή τους και διαπίστωσαν ότι η τελική τους φάση ήταν σημαντικά διαφορετική από την αρχική τους φάση - σαφή απόδειξη ότι μια κβαντική αλλαγή είχε συμβεί κάπου στην μπροστινή εξέλιξή τους.
Η ομάδα επανέλαβε αυτό το πείραμα χιλιάδες φορές με νέφη 50 έως 400 ατόμων, παρατηρώντας κάθε φορά την αναμενόμενη ενίσχυση του κβαντικού σήματος. Αυτό επιβεβαίωσε τα αποτελέσματα των πρώτων πειραμάτων. Αυτή η μέθοδος θα έκανε το ατομικό ρολόι τόσο ακριβές που κατά τη διάρκεια της ζωής του σύμπαντος θα ήταν λιγότερο από 20 χιλιοστά του δευτερολέπτου πίσω από την τρέχουσα ώρα του σύμπαντος.
Μπορείτε να βοηθήσετε την Ουκρανία να πολεμήσει ενάντια στους Ρώσους εισβολείς. Ο καλύτερος τρόπος για να γίνει αυτό είναι να δωρίσετε χρήματα στις Ένοπλες Δυνάμεις της Ουκρανίας μέσω Savelife ή μέσω της επίσημης σελίδας NBU.
Εγγραφείτε στις σελίδες μας στο Twitter και Facebook.
Διαβάστε επίσης: