Відкрито абсолютно новий спосіб вимірювання часу: що це означає

час
Фото: ScienceAlert | Вчені відкрили новий спосіб вимірювання часу

Цей спосіб не вимагає точної відправної точки для відліку.

Related video

Звичайний хід часу вимірюється простим виміром кількості секунд між "тоді" та "зараз". Але на квантовому рівні електронів поняття "тоді" не завжди можна точно передбачити. Але навіть поняття "зараз" розчиняється в тумані невизначеності. І тут не підходить звичайний секундомір. Вчені з Уппсальського університету, Швеція, вважають, що вони знайшли розв'язання цієї проблеми і воно приховано в квантовому тумані. Шведські вчені провели експерименти з хвильовою природою стану Рідберга та відкрили новий спосіб вимірювання часу, який не вимагає точної відправної точки відліку, пише ScienceAlert.

Атоми, лазер, повітряна куля

Атоми Рідберга є дуже надутими "повітряними кулями". Але їх надувають не повітрям, а лазерами. Усередині цих атомів знаходяться електрони у дуже високих енергетичних станах, і вони обертаються далеко від ядра атома.

Лазери зазвичай використовують для переведення електронів у вищі енергетичні стани для різних цілей. Іноді можна використовувати другий лазер для відстеження змін стану електрона, зокрема з часом. Такий метод "збільшення-дослідження" атомів можна використовувати для вимірювання швидкості деяких надшвидких електронних пристроїв.

Переведення атомів у стан Рідберга можуть використовувати вчені, коли йдеться про створення нових компонентів для квантових комп'ютерів. На сьогодні фізики вже добре знають, як рухаються електрони, коли їх переводять у стан Рідберга.

Азартна гра електронів

Але рухи електронів на квантовому рівні не схожі на переміщення коліс на крихітних рахунках, це більше схоже на рулетку в казино, де кожен кидок і стрибок кульки втиснуть в єдину азартну гру. Звід математичних правил, які стоять за цією грою, називається хвильовим пакетом Рідберга.

Так само як і звичайні хвилі на озері, коли їх дуже багато, наявність більш ніж одного хвильового пакета Рідберга, що коливається в просторі, створює інтерференцію, внаслідок чого утворюються унікальні візерунки з хвиль.

час Fullscreen
Звичайний хід часу вимірюється простим виміром кількості секунд між "тоді" та "зараз". Але на квантовому рівні електронів поняття "тоді" не завжди можна точно передбачити. Але навіть поняття "зараз" розчиняється в тумані невизначеності. І тут не підходить звичайний секундомір. Вчені з Університету Упсали, Швеція, вважають, що вони знайшли вирішення цієї проблеми і воно приховано в квантовому тумані
Фото: SciTechDaily

Якщо кинути досить хвильових пакетів Рідберга в одне й те саме атомне озеро, то кожен із цих унікальних візерунків буде певний час, який необхідний для еволюції хвильових пакетів і відповідності їх один одному.

Саме такі сигнатури часу вирішили перевірити шведські вчені, які в результаті експериментів з'ясували, що ці сигнатури є досить постійними, щоб бути формою квантової позначки часу.

Нові сигнатури часу

Вчені вивчили результат збудження атомів гелію лазером і зіставили їх з теоретичними пророкуваннями, щоб показати, як їх сигнатури можуть залишатися незмінними протягом певного періоду часу.

"Для звичайного вимірювання часу потрібна точка відліку, але в цьому випадку можна просто подивитися на інтерференційну структуру і зрозуміти, що пройшло, наприклад, 5 наносекунд", — говорить Марта Берхольц з Уппсальського університету.

За словами вчених, жодна з сигнатур не вимагає наявності понять "тоді" та "зараз", щоб бути відправною точкою для відліку часу або кінцевою точкою. Це може бути схоже на порівняння бігу невідомого спортсмена з кількома суперниками, які біжать із заданою швидкістю.

Вишукуючи сигнатури інтерферуючих станів Рідберга в атомах фізики, що спостерігаються, змогли спостерігати тимчасову мітку для подій таких же швидкоплинних, як всього 1,7 трильйонних часток секунди.

Як уже писав Фокус, вчені виявили в космосі явище, яке суперечить законам фізики. Зокрема це стосується швидкості світла.

Також Фокус писав про те, що будь-яка квантова взаємодія потенційно може створити паралельний Всесвіт, як вважають вчені.

Звичайно ж, варто згадати лауреатів Нобелівської премії з фізики цього року, які, як уже писав Фокус, провели експерименти в галузі квантової механіки і довели, що Ейнштейн помилявся.