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

Ледовая жизнь Арктики Ледовая жизнь Арктики

Мало кто знает, какая разнообразная жизнь скрывается во льдах Арктики

Наука и жизнь
«Как живые: Двуногие змеи, акулы-зомби и другие исчезнувшие животные» «Как живые: Двуногие змеи, акулы-зомби и другие исчезнувшие животные»

Какой была переходная форма от рыбы к четвероногому

N+1
Король умер — да сгинет король Король умер — да сгинет король

Людовик XV и Людовик XVI: насколько один плохой монарх должен быть хуже другого

Weekend
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
Его Высокопреосвященство Его Высокопреосвященство

Арест и суд над венгерским кардиналом Йожефом Миндсенти

Дилетант
Зигзаг удачи Зигзаг удачи

Три личные и искренние истории поисков и открытий себя

Psychologies
«И плакал ангел, и слезы его были, как камни». Евгений Водолазкин о «Лавре», средневековье, любви и времени «И плакал ангел, и слезы его были, как камни». Евгений Водолазкин о «Лавре», средневековье, любви и времени

Евгений Водолазкин о его первом романе и средневековом представлении о времени

СНОБ
Как страсть и любовь помогают в борьбе за выживание Как страсть и любовь помогают в борьбе за выживание

Ученые раскрыли загадку супружеской верности мышей

СНОБ
The Doors для сглаживания танинов и Дебюсси для усиления свежести. Как музыка меняет вкус вина The Doors для сглаживания танинов и Дебюсси для усиления свежести. Как музыка меняет вкус вина

Почему сомелье предпочитают проводить дегустации в тишине?

СНОБ
Как лучше поддержать партнера в трудную минуту: 6 идей Как лучше поддержать партнера в трудную минуту: 6 идей

Как научиться лучше понимать партнера и проявлять эмпатию? Вот несколько идей

Psychologies
«Не слишком ли много мы думаем?»: как правильно потреблять и перерабатывать информацию «Не слишком ли много мы думаем?»: как правильно потреблять и перерабатывать информацию

Похоже, мозг не справляется с тем валом информации, который обрушивается на нас

Psychologies
«Грохот», «Триллер», «Война» и «Резня»: величайшие противостояния в истории бокса «Грохот», «Триллер», «Война» и «Резня»: величайшие противостояния в истории бокса

Самые значимые бои в истории мирового бокса

Forbes
Родиной баобабов назвали Мадагаскар Родиной баобабов назвали Мадагаскар

Общий предок баобабов появился на Мадагаскаре 41,1 миллиона лет назад

N+1
Новое слово от зумеров: кого молодежь называет анками и что это значит Новое слово от зумеров: кого молодежь называет анками и что это значит

Что такое «анк» и кого так называет молодежь?

Psychologies
Жители острова Алор отведали икру морских ежей примерно 43 тысячи лет назад Жители острова Алор отведали икру морских ежей примерно 43 тысячи лет назад

Древние люди начали собирать морских ежей еще примерно 43 тысячи лет назад

N+1
Владимир Владимирцев: Во всем мире камни делят на цветные и бриллианты, но не в России Владимир Владимирцев: Во всем мире камни делят на цветные и бриллианты, но не в России

В чем тонкости русской огранки, как сочетать творчество и законы физики

СНОБ
Лавочка древностей: секреты мастерства торговца антиквариатом и советы начинающим Лавочка древностей: секреты мастерства торговца антиквариатом и советы начинающим

«Каким антикваром быть не стоит»: ценные советы от Дрю Притчарда

Forbes
Как наладить отношения с новыми коллегами и подчиненными: правило трех К Как наладить отношения с новыми коллегами и подчиненными: правило трех К

Как влиться в коллектив, быть в нем эффективным и на хорошем счету?

Psychologies
Кто так строит: как «Дом-2» стал самым известным долгостроем страны Кто так строит: как «Дом-2» стал самым известным долгостроем страны

Самые громкие скандалы, самые важные имена и самые значимые вехи телепроекта

Правила жизни
«Нужды путешественника»: как южнокорейская драма создает портрет женщины в эмиграции «Нужды путешественника»: как южнокорейская драма создает портрет женщины в эмиграции

Как в «Нуждах путешественника» рассказывается о женской судьбе в эмиграции

Forbes
8 вопросов, чтобы понять, готовы ли вы изменить свою жизнь 8 вопросов, чтобы понять, готовы ли вы изменить свою жизнь

Как понять, что вы готовы начать новую жизнь? Подскажут эти вопросы к себе

Psychologies
Андрей Журавлев: Динозавры — это ведь нечто среднее между медициной и паровозами Андрей Журавлев: Динозавры — это ведь нечто среднее между медициной и паровозами

Андрей Журавлев: чем питались мегалодоны и возможно ли сегодня оживить мамонта

СНОБ
Гидроэлектростанции и азартные игры: как Лас-Вегас стал столицей казино Гидроэлектростанции и азартные игры: как Лас-Вегас стал столицей казино

Как связаны плотина Гувера и Лас-Вегас?

ТехИнсайдер
4 способа унять волнение перед первым сексом с партнером: опыт героини комментирует психолог 4 способа унять волнение перед первым сексом с партнером: опыт героини комментирует психолог

Как открыться и довериться новому партнеру, уняв волнение?

Psychologies
Вредно ли сидеть, положив ногу на ногу Вредно ли сидеть, положив ногу на ногу

Как вы обычно сидите в офисе? А за обеденным столом? В автобусе?

ТехИнсайдер
Страдает самооценка? Повысить ее может отказ от соцсетей! Интересные результаты исследования Страдает самооценка? Повысить ее может отказ от соцсетей! Интересные результаты исследования

Как социальные сети влияют на нашу самооценку?

ТехИнсайдер
Спускался к «Титанику», подлодке «Курск» и на дно Северного Ледовитого океана. Интервью с подводником и Героем России Евгением Черняевым Спускался к «Титанику», подлодке «Курск» и на дно Северного Ледовитого океана. Интервью с подводником и Героем России Евгением Черняевым

Евгений Черняев рассказал, что увидел во время погружения к подлодке «Курск»

СНОБ
Замечали цветные кружки на продуктовых упаковках? Узнайте, что это такое! Замечали цветные кружки на продуктовых упаковках? Узнайте, что это такое!

Что значит тайный язык из ярких кругов или квадратов на упаковках с едой?

ТехИнсайдер
Братья «Не-Пушкины» Братья «Не-Пушкины»

Почему Александр Пушкин не писал о своих троюродных дедах — Сергее и Михаиле?

Знание – сила
7 всеобщих заблуждений о психологических травмах 7 всеобщих заблуждений о психологических травмах

Некоторые мифы, которые окружают травму: что это такое и что может ее нанести

Psychologies
Открыть в приложении