فیلم بیشتر »»
کد خبر ۱۱۰۰۳۳۰
تاریخ انتشار: ۱۰:۵۸ - ۱۳-۰۷-۱۴۰۴
کد ۱۱۰۰۳۳۰
انتشار: ۱۰:۵۸ - ۱۳-۰۷-۱۴۰۴

دانشمندان روشی کاملا جدید برای اندازه‌گیری زمان پیدا کردند

دانشمندان روشی کاملا جدید برای اندازه‌گیری زمان پیدا کردند
دانشمندان دانشگاه اوپسالا با استفاده از رفتار موجی الکترون‌ها در اتم‌های ریدبرگ، روشی نوین برای اندازه‌گیری زمان در مقیاس کوانتومی ابداع کرده‌اند که نیازی به نقطه شروع ندارد.

اندازه‌گیری گذر زمان در دنیای روزمره ما، با ساعت‌ها و پاندول‌ها کار ساده‌ای است: شمردن ثانیه‌ها از «قبل» تا «اکنون». اما در مقیاس کوانتومی، یعنی در دنیای الکترون‌های در حال نوسان، «قبل» همیشه قابل پیش‌بینی نیست و «اکنون» اغلب به شکلی مبهم ظاهر می‌شود. در چنین شرایطی، ساعت‌های معمولی کارایی ندارند. اما پژوهشگران دانشگاه اوپسالا در سوئد در مطالعه‌ای که سال ۲۰۲۲ آغاز شد، روشی نوین برای اندازه‌گیری زمان ارائه کرده‌اند که نیاز به نقطه شروع دقیق ندارد.

به گزارش همشهری آنلاین به نقل از ساینس آلرت،این روش مبتنی بر رفتار موجی الکترون‌ها در حالت ریدبرگ (Rydberg state) است. اتم‌های ریدبرگ را می‌توان مانند بالون‌های بسیار بزرگ‌شده در دنیای ذرات تصور کرد. این اتم‌ها با استفاده از لیزر به حالت انرژی بسیار بالا منتقل می‌شوند، طوری که الکترون‌ها بسیار دور از هسته می‌چرخند.

در آزمایش‌ها، لیزر اول الکترون‌ها را تحریک می‌کند و لیزر دوم تغییر موقعیت آن‌ها را پایش می‌کند؛ این روش که «pump-probe» نامیده می‌شود، می‌تواند برای سنجش گذر زمان در مقیاس‌های فوق سریع استفاده شود.

اندازه‌گیری زمان

آغاز دوران ساعت های کوانتومی

حرکت الکترون‌ها در حالت ریدبرگ به صورت تصادفی و مشابه بازی رولت توصیف می‌شود، اما رفتار آن‌ها طبق قواعد ریاضی خاصی به نام بسته‌های موج ریدبرگ (Rydberg wave packets) قابل پیش‌بینی است. وقتی چند بسته موج ریدبرگ در یک فضا تداخل می‌کنند، الگوهای منحصربه‌فردی ایجاد می‌شود که هر کدام نشان‌دهنده مدت زمانی است که بسته‌ها نسبت به هم تکامل یافته‌اند.

مارتا برهولتس، فیزیکدان دانشگاه اوپسالا و رهبر این تحقیق، توضیح می‌دهد: مزیت این روش این است که نیازی به تعیین نقطه صفر نیست. شما فقط به ساختار تداخلی نگاه می‌کنید و می‌گویید، ‘۴ نانوثانیه گذشته است.

با استفاده از این «اثر انگشت‌های زمانی»، پژوهشگران موفق شدند گذر زمان را با دقت ۱.۷ تریلیونیم ثانیه اندازه‌گیری کنند، بدون نیاز به نقطه شروع و توقف سنتی. این روش می‌تواند پایه‌ای برای ساعت‌های کوانتومی آینده باشد و دامنه کاربرد آن با جایگزینی هلیم یا تغییر انرژی پالس‌های لیزری گسترش یابد.

این کشف نه تنها چشم‌اندازی تازه برای اندازه‌گیری زمان در مقیاس‌های فوق سریع ایجاد می‌کند، بلکه می‌تواند انقلابی در طراحی ابزارهای پیشرفته فیزیک کوانتومی و فناوری‌های مرتبط با آن رقم بزند.

ارسال به دوستان
captcha
یک نیروگاه زغال سنگ با چند پنل خورشیدی برابر است؟ پیامدهای مصرف «گل»؛ از اختلال حافظه تا وابستگی شدید متخصص خواب هاروارد: ۳ عادت علمی برای مقابله با بی‌خوابی مزمن تصاویر محرمانه XF-108؛ جنگنده 3 ماخی آمریکا بوی تعفن راز جنایتی را فاش کرد آیا می توانید چهره های تولیدشده با هوش مصنوعی را تشخیص دهید؟ مردی که همسرش را درمشهد کشته بود در زاهدان به دام افتاد/ متهم: به زنم گمان بد داشتم ILOVEYOU؛ پیام عاشقانه ای که میلیاردها دلار خسارت به بار آورد ناو هواپیمابر «جورج واشنگتن» برای جایگزینی «آبراهام لینکلن» راهی خاورمیانه شد از انقلاب فرهنگی تا گزینش‌های ایدئولوژیک؛ دانشگاه‌های ایران چرا از جهان علم عقب افتادند؟/ کسی که اوایل انقلاب استاد اخراج می‌کرد خودش بعدتر اخراج شد آخرین صعود اسطوره‌ها؛ از فتح 14 قله 8000 متری تا مرگ در برودپیک این لوگو جدید اینستاگرام است مظفرالدین شاه در اتاق هتلش در برلین آلمان (عکس) داستان تانک ذوالفقار؛ یک شاهکار مهندسی نظامی در دوران تحریم‌ها(+عکس) میزان نور خورشید مورد نیاز بدن در تابستان برای همه یکسان نیست