การสั่นของควอนตัมของอะตอมมีข้อมูลชุดหนึ่ง และหากนักวิทยาศาสตร์สามารถวัดค่าการสั่นไหวเหล่านี้ได้อย่างแม่นยำและวางแผนการเปลี่ยนแปลงเมื่อเวลาผ่านไป พวกมันก็จะสามารถปรับปรุงความแม่นยำของนาฬิกาอะตอมได้อย่างน้อย 15 เท่า รวมทั้งปรับปรุงความแม่นยำของเซ็นเซอร์ควอนตัมของระบบอะตอมที่สามารถบ่งชี้การแกว่งได้ การปรากฏตัวของสสารมืด คลื่นความโน้มถ่วง หรือแม้แต่ปรากฏการณ์ใหม่ ๆ ที่คาดไม่ถึง ซึ่งเรายังไม่รู้
อุปสรรคสำคัญในการวัดการสั่นสะเทือนที่ดีที่สุดซึ่งขวางทางนักวิทยาศาสตร์คือ "เสียง" ของโลกของเรา ซึ่งอุดตันการสั่นสะเทือนของอะตอมเหล่านี้ ดังนั้น นักวิทยาศาสตร์จากสถาบันเทคโนโลยีแมสซาชูเซตส์จึงสามารถขยายการเปลี่ยนแปลงควอนตัมในการสั่นสะเทือนของอะตอมได้อย่างมาก โดยการส่งอนุภาคผ่านกระบวนการหลักสองกระบวนการ ได้แก่ การพัวพันของควอนตัมและการย้อนเวลา
นักฟิสิกส์ของ MIT จัดการกับอะตอมที่พัวพันกับควอนตัมในลักษณะที่อนุภาคมีพฤติกรรมราวกับว่าพวกมันกำลังเคลื่อนที่ย้อนเวลากลับไป ขณะที่นักวิจัยกรอเทปการสั่นสะเทือนของอะตอมอย่างมีประสิทธิภาพ การเปลี่ยนแปลงใด ๆ ในการสั่นสะเทือนเหล่านั้นจะถูกขยายในลักษณะที่สามารถวัดได้ง่าย วิธีการนี้มีชื่อว่า SATIN
สำหรับการศึกษาใหม่นี้ ทีมงานได้ศึกษาอะตอมของอิตเทอร์เบียมที่เย็นจัดกว่า 400 อะตอม ซึ่งเป็นหนึ่งในสองประเภทของอะตอมที่ใช้ในนาฬิกาอะตอมสมัยใหม่ พวกเขาทำให้อะตอมเย็นลงจนอยู่เหนือศูนย์สัมบูรณ์ อุณหภูมิที่ผลกระทบแบบดั้งเดิมส่วนใหญ่ เช่น ความร้อนหายไป และพฤติกรรมของอะตอมถูกกำหนดโดยผลกระทบทางควอนตัมเท่านั้น
ที่น่าสนใจเช่นกัน:
- Saab JAS 39 Gripen เป็นตัวเลือกสำหรับกองทัพอากาศยูเครน: เราค้นหาว่าเป็นเครื่องบินประเภทใด
- กล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์เวบบ์: 10 เป้าหมายที่จะสังเกต
ทีมงานใช้ระบบเลเซอร์เพื่อดักจับอะตอม จากนั้นส่งแสงที่มี "สิ่งกีดขวาง" แต่งแต้มสีน้ำเงินซึ่งทำให้อะตอมแกว่งไปมาในสถานะที่สัมพันธ์กัน พวกมันปล่อยให้อะตอมที่พัวพันกันวิวัฒนาการตามเวลา จากนั้นจึงสัมผัสกับสนามแม่เหล็กเล็กๆ ซึ่งทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงทางควอนตัมเล็กน้อย ทำให้การสั่นสะเทือนโดยรวมของอะตอมเปลี่ยนไปเล็กน้อย
การเปลี่ยนแปลงดังกล่าวจะไม่สามารถตรวจจับได้ด้วยเครื่องมือวัดที่มีอยู่ ทีมงานใช้การย้อนเวลาเพื่อขยายสัญญาณควอนตัมนี้แทน ในการทำเช่นนี้ พวกเขาใช้เลเซอร์อีกตัวที่มีโทนสีแดง ซึ่งกระตุ้นการคลี่คลายของอะตอม ราวกับว่าพวกมันกำลังพัฒนาไปในทิศทางตรงกันข้ามกับเวลา จากนั้นพวกเขาวัดการแกว่งของอนุภาคเมื่อพวกมันกลับสู่สถานะพัวพันและพบว่าระยะสุดท้ายของพวกมันแตกต่างอย่างชัดเจนจากระยะเริ่มต้น ซึ่งเป็นหลักฐานที่ชัดเจนว่าการเปลี่ยนแปลงทางควอนตัมเกิดขึ้นที่ไหนสักแห่งในวิวัฒนาการไปข้างหน้าของพวกมัน
ทีมทดลองทำซ้ำหลายพันครั้งโดยมีเมฆ 50 ถึง 400 อะตอม แต่ละครั้งสังเกตการขยายสัญญาณควอนตัมที่คาดไว้ ที่ยืนยันผลการทดลองครั้งแรก วิธีนี้จะทำให้นาฬิกาอะตอมมีความแม่นยำมากจนตลอดอายุการใช้งานของเอกภพ จะช้ากว่าเวลาของเอกภพปัจจุบันน้อยกว่า 20 มิลลิวินาที
คุณสามารถช่วยยูเครนต่อสู้กับผู้รุกรานรัสเซีย วิธีที่ดีที่สุดคือบริจาคเงินให้กับกองทัพยูเครนผ่าน เซฟไลฟ์ หรือทางเพจอย่างเป็นทางการ NBU.
สมัครสมาชิกหน้าของเราใน Twitter ที่ Facebook.
อ่าน: