تحتوي التذبذبات الكمومية للذرات على مجموعة معينة من المعلومات. وإذا تمكن العلماء من إجراء قياسات دقيقة لهذه التذبذبات ورسم تغييراتها بمرور الوقت ، فيمكنهم تحسين دقة الساعة الذرية بما لا يقل عن 15 مرة ، وكذلك تحسين دقة أجهزة الاستشعار الكمومية لأنظمة الذرات التي يمكن أن تشير التذبذبات إليها وجود المادة المظلمة ، الموجات الثقالية ، أو حتى الظواهر الجديدة غير المتوقعة ، والتي ما زلنا لا نعرف عنها شيئًا.
العقبة الرئيسية في قياس أرقى الاهتزازات ، والتي تقف في طريق العلماء ، هي "ضجيج" عالمنا ، الذي يسد هذه الاهتزازات الذرية. وهكذا تمكن علماء من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا من تضخيم التغيرات الكمية في الاهتزازات الذرية بشكل كبير عن طريق إرسال الجسيمات من خلال عمليتين رئيسيتين: التشابك الكمي وانعكاس الوقت.
قام علماء الفيزياء بمعهد ماساتشوستس للتكنولوجيا بمعالجة الذرات المتشابكة الكمومية بطريقة تجعل الجسيمات تتصرف كما لو كانت تتحرك إلى الوراء في الوقت المناسب. عندما قام الباحثون بإعادة لف شريط الاهتزازات الذرية بشكل فعال ، تم تضخيم أي تغييرات في تلك الاهتزازات بطريقة يمكن قياسها بسهولة. الطريقة كانت تسمى SATIN.
في دراستهم الجديدة ، درس الفريق 400 ذرة شديدة البرودة من الإيتربيوم ، وهو أحد نوعي الذرات المستخدمة في الساعات الذرية الحديثة. لقد قاموا بتبريد الذرات إلى ما فوق الصفر المطلق بقليل ، حيث تختفي معظم التأثيرات الكلاسيكية مثل الحرارة ويتم تحديد سلوك الذرات فقط من خلال التأثيرات الكمومية.
مثير للاهتمام أيضًا:
- Saab JAS 39 Gripen ، كخيار لسلاح الجو الأوكراني: نكتشف نوع الطائرة
- تلسكوب جيمس ويب الفضائي: 10 أهداف يجب مراقبتها
استخدم الفريق نظامًا من الليزر لاحتجاز الذرات ، ثم أرسل ضوءًا مع "تشابك" أزرق اللون ، مما تسبب في تأرجح الذرات في حالة ارتباط. لقد سمحوا للذرات المتشابكة بالتطور في الوقت المناسب ثم عرضوها لمجال مغناطيسي صغير ، مما أدى إلى تغيير كمي صغير ، مما أدى إلى تغيير طفيف في الاهتزازات الجماعية للذرات.
سيكون من المستحيل اكتشاف مثل هذا التحول باستخدام أدوات القياس الحالية. بدلاً من ذلك ، طبق الفريق انعكاس الوقت لتضخيم هذه الإشارة الكمومية. للقيام بذلك ، استخدموا ليزرًا آخر ذي صبغة حمراء ، مما حفز على تفكك الذرات ، كما لو كانت تتطور في الاتجاه المعاكس مع مرور الوقت. ثم قاموا بقياس تذبذبات الجسيمات عند عودتها إلى حالتها المتشابكة ووجدوا أن مرحلتها النهائية كانت مختلفة بشكل ملحوظ عن مرحلتها الأولية - دليل واضح على حدوث تغير كمي في مكان ما في تطورها الأمامي.
كرر الفريق هذه التجربة آلاف المرات مع سحب من 50 إلى 400 ذرة ، في كل مرة لاحظ التضخيم المتوقع للإشارة الكمومية. وهذا يؤكد نتائج التجارب الأولى. ستجعل هذه الطريقة الساعة الذرية دقيقة للغاية بحيث تكون على مدار عمر الكون أقل من 20 مللي ثانية خلف زمن الكون الحالي.
يمكنك مساعدة أوكرانيا في محاربة الغزاة الروس. أفضل طريقة للقيام بذلك هي التبرع بالأموال للقوات المسلحة لأوكرانيا من خلال الحفاظ على الحياة او من خلال الصفحة الرسمية NBU.
اشترك في صفحاتنا في Twitter و Facebook.
اقرأ أيضا: