Atom saatleri ilk kez zamanın kuantum süperpozisyonunu tespit ediyor

Uluslararası bir araştırma ekibi, tuzaklanmış iyon atom saatlerinin zamanın kuantum süperpozisyonunu ölçmesine olanak tanıyan teorik bir çerçeve geliştirdi; bu, farklı zamansal akışların kuantum ölçeğinde aynı anda bir arada var olduğu bir olgudur. Model, Kyushu’den Universidade, Tecnologia Stevens’den Instituto, Waterloo’den Universidade, Padrões ve Tecnologia’den Instituto Nacional, Colorado ve Universidade’den Universidade Estadual bilim adamları tarafından oluşturuldu. Estocolmo’nin. Bu keşif, modern fiziğin en büyük gizemlerinden birinin deneysel olarak doğrulanmasının yolunu açıyor: görelilik ve kuantum mekaniği arasındaki etkileşim.

Até Çağdaş fiziğin iki temel direği arasındaki bu “zaman etkileşiminin” varlığını hiçbir deney doğrulamamıştı. Araştırmacılar, bir sonraki adımın, kavramı laboratuvar ortamında kanıtlamayı içerdiğini ve potansiyel olarak zaman ve yerçekimi anlayışımızda devrim yaratacağını söylüyor.

Precisão sıkışmış iyonlarda devrim niteliğindedir

Geleneksel atomik Relógios’ler, belirli atomların frekansını izleyerek çalışarak zamansal ölçümlerde benzeri görülmemiş bir hassasiyet elde eder. En gelişmiş tuzaklanmış iyon konfigürasyonları, birkaç milimetrelik yükseklik farklarında Albert Einstein tarafından tahmin edilen zaman genişlemesini tespit edebilecek kadar aşırı hassasiyet gösterir.

Ayrıca okuyun: Çalışma, yerçekimi kuvvetinin kuantum evreninde matematiksel bir gereklilik olarak ortaya çıktığını ortaya koyuyor

Ekip, bu saatlerin hareketini kontrol etmek için yeni bir teknik önerdi; bu, önceki yöntemlere kıyasla kuantum etkisine karşı hassasiyetin 100 ila 1000 kat arttığını gösteriyor. Kyushu’nin Universidade’sinin Instituto’sinin Estudos Avançados’sinin doçenti ve çalışmanın baş yazarlarından biri olan Joshua Foo, temel mekanizmayı şöyle açıkladı:

• Atom saatinin Movimento’si iç enerjisiyle iç içe geçer
• Dolaşıklık saatin tespit edilebilir kuantum özelliklerini kaybetmesine neden olur
• Modern Técnicas bu değişiklikleri yeni hassasiyetle kaydedebilir
• Çerçeve, farklı eşzamanlı zaman akışlarını ölçmenize olanak tanır

Kuantum zamanı ve makroskobik zaman

Gözlemlenebilir dünyada zaman kaçınılmaz olarak tek bir yönde akmaktadır. Einstein, yerçekimi ve hızın zamansal akış hızını değiştirdiğini gösterdi, ancak görelilik teorisi, makroskobik ölçekte bu “zaman okunun” sabit kaldığını varsayıyordu. Ancak kuantum evreninde gerçeklik kökten farklıdır. Zaman, birden fazla zamansal akışın aynı anda bir arada var olduğu bir durum olan süperpozisyonda var olabilir. Essa özelliği, bu yapının geliştirilmesine kadar deneysel kanıt olmaksızın teorik olarak kaldı.

Foo, araştırmanın kökeni hakkında şu yorumu yaptı: “Atom saatinin hareketinin, kendi iç enerjisiyle dolanık hale geldiğini keşfettik. Bu dolanıklığın imzası, saatin kendisinin, modern teknikler kullanılarak tespit edilebilecek bazı kuantum özelliklerini kaybetmesidir.” Bu dinamiği anlamak, daha önce erişilemez olduğu düşünülen olguları ölçmek için benzeri görülmemiş olasılıkların önünü açtı.

Caminho kuantum yerçekimini keşfedecek

Caso deneysel testleri teorik modelin uygulanabilirliğini doğruluyor; atom saatleri, daha önce doğru bir şekilde ölçülmesi zor olan kuantum fenomenleri için araştırma araçları haline gelebilir. Isso, zamanın kuantum doğası ve potansiyel olarak kuantum rejimindeki yerçekimi gibi temel soruları içerir.

Olayı anlayın: Dokuz katmanlı grafen, yüzyıllık fiziğe meydan okuyan kuantum durumunu ortaya koyuyor

Foo, ekibinin “teorik modeli gerçeğe dönüştürmek” için ayrıntılı bir deney geliştirdiğini belirtti. Eğer başarılı olursa, bu çabalar salt teorik versiyonda görünmeyen yeni bakış açıları sağlayacaktır. Araştırmacı ayrıca, “fizikteki diğer temel soru” olarak tanımlanan kuantum yerçekimini araştırmak için yeni modele dayanan atom saatlerini kullanmaya olan ilgisini de dile getirdi.

Çerçeve, atom saatlerini kuantum dünyasındaki çeşitli olguları keşfetmek için uygun araçlar olarak kurar. Além, temel fizikte yeni bir deneysel sınır daha açıyor ve önemli ölçüde daha doğru yeni nesil atom saatlerine yönelik uygulanabilir bir yol sunuyor. Pratik uygulamalar arasında kuantum evreninin gizli yönlerini ortaya çıkarma potansiyeline sahip, hassasiyeti artırılmış GPS ve uydu navigasyon sistemleri yer alıyor.

Temel fizik için Implicações

Araştırma, tarihsel olarak ayrı kalan alanların yakınlaşmasını temsil ediyor. Fizikteki en başarılı iki teorik çerçeve olan Relatividade ve kuantum mekaniği, hiçbir zaman deneysel ölçekte tam olarak uzlaştırılamamıştır. Esta’nin yeni yaklaşımı, en azından belirli zamansal ölçüm bağlamında bu birleşmeye yönelik olası bir yol sunuyor.

Araştırmacılar, zamanın kuantum süperpozisyonunu ölçebilme yeteneğinin “temel fizikte yeni bir deneysel sınır” açtığını belirtiyorlar. Bu çabadaki Sucesso, kuantum rejiminde gizemli kalan bir olgu olan yerçekiminin doğası hakkında önemli veriler sağlayabilir. Universidades ve beş ülkedeki araştırma enstitüleri bu çaba üzerinde işbirliği yaparak, çalışmanın küresel bilim camiası için önemini yansıtıyor.