JILA создал часы, используя квантовую зависимость

Inc.Наука

Феноменальное открытие: как атомные часы с квантовой запутанностью изменили развитие науки в мире

Текст: Кенна Хьюз-Каслберри, SciTechDaily. Перевод: Ирина Шитикова. Фото: JILA/Ye Group

clock_Oblozhka.jpg

JILA — совместный институт, созданный Национальным институтом стандартов и технологий (NIST) и Университетом Колорадо в Боулдере (США) — совершил прорыв, создав часы, используя квантовую запутанность. Помимо измерения времени они обладают потенциальными преимуществами для использования в различных научных исследованиях, включая проверку фундаментальных принципов физики, и, возможно, участие в обнаружении гравитационных волн.

Институт JILA является одной из самых ключевых научных организаций в области точного измерения времени с использованием оптических атомных часов, которые используют внутренние свойства частиц для измерения времени с высокой точностью. Однако работоспособность этих устройств имеет фундаментальные ограничения, в том числе «минимальный уровень звуковых волн», на который влияет квантовый проекционный шум (QPN).

Современные сравнения часов, которые проводятся научными сотрудниками JILA, NIST и профессором физики Джун Йе, приближаются к фундаментальному пределу минимального уровня шума. Это ограничение можно обойти, создав квантовую запутанность в атомных образцах, повысив их стабильность.

Орел или решка

Команда Йе в сотрудничестве с JILA и научным сотрудником NIST Джеймсом К. Томпсоном использовала особый процесс для создания квантовой запутанности, известный как спиновое сжатие, что привело к улучшению тактовой производительности, работающей на уровне стабильности 10-17. Проект их новой экспериментальной установки, опубликованной в журнале Nature Physics, также позволил исследователям напрямую сравнить два независимых ансамбля со сжатием спина, чтобы понять уровень точности измерения времени, который никогда ранее не достигался с помощью часов на оптической решетке в ходе этого процесса.

«Повышение производительности оптических часов до фундаментальных пределов, налагаемых природой, и за их пределами уже представляет собой интересную научную задачу, — пояснил аспирант JILA Джон Робинсон, — Если подумать о том, какую физику можно раскрыть с помощью улучшенной чувствительности, это рисует очень захватывающую картину будущего».

Оптические атомные часы функционируют не через шестерни и маятники, а через оркестрованные ритмы между атомами и возбуждающим лазером. Квантовый проекционный шум (QPN) представляет собой препятствие для точности этих часов. Это явление возникает из-за присущей квантовым системам неопределенности. В оптических атомных часах QPN проявляется как едва заметное, но повсеместное нарушение, похожее на фоновый шум, который может затруднить четкость измерения времени.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Астрономы отыскали девять редких двойных цефеид Астрономы отыскали девять редких двойных цефеид

Астрономы подтвердили открытие девяти двойных систем, где обе звезды — цефеиды

N+1
Как сохранить подруг, когда вы на разных этапах жизни: 7 подсказок Как сохранить подруг, когда вы на разных этапах жизни: 7 подсказок

Семь советов, которые помогут сохранить дружбу

Psychologies
Гаджетомания: как проектируют внешний вид современных устройств Гаджетомания: как проектируют внешний вид современных устройств

Как выглядели первые телефоны, почему дизайн влияет на психологию потребителя?

Правила жизни
Тру-крайм по-русски: как Леонид Каневский, бессменный ведущий передачи «Следствие вели…», стал культовой фигурой для зумеров Тру-крайм по-русски: как Леонид Каневский, бессменный ведущий передачи «Следствие вели…», стал культовой фигурой для зумеров

В чем феномен популярности передачи «Следствие вели…»?

Правила жизни
Узнайте, почему водка не замерзает в морозилке! Блесните этим фактом в компании друзей Узнайте, почему водка не замерзает в морозилке! Блесните этим фактом в компании друзей

Замерзает ли алкоголь вообще?

ТехИнсайдер
Эволюция смайликов: как выглядели первые эмодзи Эволюция смайликов: как выглядели первые эмодзи

Хотя кажется, что эмодзи является современной функцией, это на самом деле не так

ТехИнсайдер
Виды и типы мотоциклов: какие бывают и как называются Виды и типы мотоциклов: какие бывают и как называются

Какие мотоциклы бывают и чем они отличаются между собой?

РБК
Ученые: намного важнее откуда поступает сахар, чем его количество в пище Ученые: намного важнее откуда поступает сахар, чем его количество в пище

Не весь сахар вреден для здоровья! Все зависит от того, откуда он поступает

ТехИнсайдер
Какими видами спорта занимались наши предки-славяне Какими видами спорта занимались наши предки-славяне

Список исконно русских спортивных игр: от аналога хоккея до мордобоя

Maxim
Будущее на кончике пера: писатели, которые знали, что нас ждет Будущее на кончике пера: писатели, которые знали, что нас ждет

Писатели, смелые фантазии которых сбылись на самом деле

Maxim
Ученые узнали, почему реки Аляски начали ржаветь Ученые узнали, почему реки Аляски начали ржаветь

Почему реки Аляски окрасились в странный оттенок, который видно даже из космоса?

ТехИнсайдер
Разговор на равных. О фильме «Монтессори: Воспитание любовью» Разговор на равных. О фильме «Монтессори: Воспитание любовью»

«Монтессори: Воспитание любовью», вдумчивое кино о людях с особыми потребностями

СНОБ
Таблетки в сторону Таблетки в сторону

Как распознать аллергию на лекарства и снизить риск ее появления

Лиза
К вершине наслаждений К вершине наслаждений

Как и когда мы переживаем оргазм? И что нам мешает?

Psychologies
Сверхдоход или любовь к жирафам: семь ошибок при запуске своего бизнеса в Африке Сверхдоход или любовь к жирафам: семь ошибок при запуске своего бизнеса в Африке

Самые распространенные ошибки начинающих свой африканский путь предпринимателей

Forbes
От фактов к фейкам: как ложь и манипуляции угрожают научным исследованиям От фактов к фейкам: как ложь и манипуляции угрожают научным исследованиям

К чему могут привести манипуляции ученых

Forbes
Как IT-специалисты из Северной Кореи обманом устраивались в американские компании Как IT-специалисты из Северной Кореи обманом устраивались в американские компании

Как специалисты из КНДР использовали поддельные личности в США?

Forbes
Благодаря чему Советскому Союзу удалось одержать победу в Великой Отечественной войне? Благодаря чему Советскому Союзу удалось одержать победу в Великой Отечественной войне?

Почему в слове «ПОБЕДА» и «БЕДА» один корень? Совпадение? Не думаю!

ТехИнсайдер
Что такое спейс-электроника и как ее слушать. Отрывок из книги «Планетроника» Что такое спейс-электроника и как ее слушать. Отрывок из книги «Планетроника»

Глава из книги про историю электронной музыки от журналиста Ника Завриева

СНОБ
7 фраз, с помощью которых легко завести друзей в любом возрасте 7 фраз, с помощью которых легко завести друзей в любом возрасте

Друзей можно завести и в солидном возрасте: помогут эти фразы

Maxim
Александр Ширвиндт: «На отдыхе за границей мы с Андрюшей Мироновым буквально голодали» Александр Ширвиндт: «На отдыхе за границей мы с Андрюшей Мироновым буквально голодали»

«Восемьдесят восемь лет назад меня принесли из роддома имени Грауэрмана...»

Караван историй
У Карлсона — нарциссизм, у Иа — депрессия: что не так с любимыми героями советских мультфильмов У Карлсона — нарциссизм, у Иа — депрессия: что не так с любимыми героями советских мультфильмов

Нет здоровых персонажей, есть недообследованные

Psychologies
Как сделать сайт бесплатно: без программистов и дизайнеров Как сделать сайт бесплатно: без программистов и дизайнеров

Как сделать сайт бесплатно, даже если у вас нет никаких навыков в кодинге

CHIP
Представлена модель для предсказания структуры белков AlphaFold 3 Представлена модель для предсказания структуры белков AlphaFold 3

AlphaFold 3 — модель для предсказания точной структуры белков

N+1
Ставки против: как букмекеры принесли лигам США миллиарды и создали проблемы Ставки против: как букмекеры принесли лигам США миллиарды и создали проблемы

Мир профессионального спорта регулярно сотрясают скандалы, связанные со ставками

Forbes
«Чувства гораздо богаче и тоньше, чем считалось раньше»: сколько эмоций мы испытываем на самом деле «Чувства гораздо богаче и тоньше, чем считалось раньше»: сколько эмоций мы испытываем на самом деле

Сколько эмоций на самом деле испытывают люди?

Psychologies
«Фанатизм стал нашей страстью»: почему немцы поверили в нацистскую пропаганду «Фанатизм стал нашей страстью»: почему немцы поверили в нацистскую пропаганду

Как Мелита Машманн работала в нацистской газете?

Forbes
Как победить эффект «йо-йо» Как победить эффект «йо-йо»

Как спрыгнуть с весовых качелей и, похудев, сохранить результат?

Здоровье
На гравировке из Италии опознали последнего пещерного льва Европы На гравировке из Италии опознали последнего пещерного льва Европы

Археологи исследовали кусок известняка с гравировками из пещеры Романелли

N+1
«Покуда я тебя не убью»: реальная история медсестры, которая три года жила с маньяком «Покуда я тебя не убью»: реальная история медсестры, которая три года жила с маньяком

«Покуда я тебя не убью» — британский мини-сериал в жанре тру-крайм

Forbes
Открыть в приложении