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
اینترنت کاخ سفید فقط با چند دلار؛ کشف حفره امنیتی عجیب در شبکه ریاست‌جمهوری آمریکا گواهینامه برای همه، جز زنان/ پسرهای نوجوان ۱۶ ساله گواهینامه موتورسیکلت می‌گیرند عکس آتلیه‌ای «صفیه خانم» اولین پزشک زن ایرانی در مسکو؛ یک قرن قبل امروز با حافظ: رخِ تو در دلم آمد، مراد خواهم یافت فارمرز واک چیست؟ فواید پیاده روی کشاورز برای سلامت چرا کارهای دشوار را کنار می‌گذاریم؟ 10 فراموش شده آلمانی؛ خودروهای عجیبی که هرگز به خط تولید نرسیدند (+تصاویر) در باران رانندگی نکنید، مگر اینکه این ۱۰ نکته را بدانید تصاویری خیره‌کننده از زمستان؛ وقتی نقاشی‌های پدر مونستد با عکس اشتباه گرفته می‌شوند! گوریل در برابر خرس گریزلی؛ در نبرد کدام یک پیروز می شود؟ هشدار قرمز هواشناسی در ۶ استان؛ وزیر کشور بر آمادگی حداکثری دستگاه‌ها تأکید کرد کشف کاربرد پنهان جرم گوش جایزه ۲۰ میلیون دلاری آمریکا برای اطلاعات درباره برنامه هسته‌ای ایران این جوراب‌ها خستگی پا را کم می‌کنند غول‌پیکرترین دیتاسنتر جهان، حرارتی معادل ۲۳ بمب اتمی در روز منتشر می‌کند!