Метод многократного увеличения точности измерений частоты 18.06.2017

Три группы ученых, работающие независимо друг от друга, нашли практически идентичные способы увеличения разрешающей способности и, следовательно, точности, квантово-магнитных датчиков. Теперь такие датчики, использующиеся для измерений частоты электромагнитных колебаний, обеспечивают точность на много порядков превышающую точность любых других методов.

Первой из вышеупомянутых групп является группа из Швейцарского федерального технологического института (Swiss Federal Institute of Technology, ETH), второй - группа из Ульмского университета (Ulm University), Германия, а третья - из Гарвардского университета. И что интересно само по себе, так это то, что все группы ученых практически одновременно и независимо друг от друга пришли к практически одному результату.

Технологии квантовых измерений стали в последнее время одним из основных инструментов для ученых-физиков. При помощи квантовых датчиков можно производить измерения широкого ряда фундаментальных физических величин, в том числе и частоты электромагнитных колебаний. Однако, как и все квантовые устройства, такие датчики подвержены влиянию факторов окружающей среды, которые пагубно сказываются на точности измерений. И все три группы ученых нашли способ уменьшения влияния окружающей среды и увеличения точности измерений за счет использования классических атомных часов.

В качестве чувствительного элемента датчика все три группы использовали так называемую азотную вакансию, дефект кристалла алмаза, вызванный заменой одного атома углерода атомом азота. Этот дефект является крошечным магнитом с полюсами, что делает его чрезвычайно чувствительным к внешнему магнитному полю. Если не вдаваться сильно в подробности, в своих исследованиях ученые увеличили глубину реакции азотной вакансии на изменения внешнего магнитного поля путем проведения активации азотной вакансии и измерений через строго определенные промежутки времени. А эти промежутки времени с очень высокой точностью задавались внешними часами.

В результате синхронизации моментов измерений точность этих измерений превысила точность любых других технологий измерений частоты на целых девять порядков, что является совершенно фантастическим улучшением. И такие высокоточные измерения частоты позволят ученым производить столь же точные измерения некоторых других физических величин, что в свою очередь, даст им в руки возможность зарегистрировать и изучить эффекты и явления, ускользавшие от их внимания до последнего времени.

<< Назад: Анонс PCI Express 5.0 18.06.2017

>> Вперед: Беспилотный пассажирский Boeing 17.06.2017

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Видеокамера для блогеров Sony BloggerCam ZV-1 29.05.2020

Компания Sony представила новую камеру для создателей контента. Именно так компания описывает новинку BloggerCam ZV-1, являющуюся результатом глубокого переосмысления популярной камеры RX100 и предназначенную специально для блогеров. Разрешение камеры - 20,1 мегапикселей. Диапазон эквивалентных фокусных расстояний объектива равен 24-70 мм при светосиле f/1,8-f/2,8. Видеосъемка поддерживается в разрешении до 4K (3840 х 2160 пикселей) с частотой до 30 кадров/с. Камера поддерживает интервальн ...>>

Глаз-протез с ночным видением 29.05.2020

Ученые из Гонконгского университета науки и технологии представили прототип искусственного электрохимического глаза, строение и принцип работы которого аналогичны обычному человеческому глазу. Провода, имитирующие зрительную кору головного мозга, передают визуальную информацию, собранную этими датчиками, на компьютер для обработки. А нанопроволоки настолько чувствительны, что могут превзойти оптический диапазон длин волн человеческого глаза, позволяя бионическую глазу реагировать на длины вол ...>>

Уличный телевизор Samsung Terrace 28.05.2020

Samsung продолжает расширять ассортимент своих телевизоров, осваивая все новые и новые ниши. Новое пополнение в стоящем особняком lifestyle-семействе, куда входят интерьерные модели Serif и Frame, а также линейка для миллениалов Sero, - модель Samsung Terrace, чье название прямо указывает на ключевую особенность новинки. Как большинство уже догадалось, она предназначена для использования на улице. К слову, это первый уличный телевизор Samsung. Корпус Samsung Terrace защищен от попадания пыли ...>>

Синтез керамики 28.05.2020

Ученым Университета Мэриленда удалось разработать метод спекания, позволяющий создавать керамические материалы менее чем за минуту. Обычно керамические материалы получают спеканием порошков при высоких температурах. Именно благодаря химической стабильности, а также высокотемпературным и механическим свойствам, относительно простым и выгодным методам получения, керамика широко используется во многих областях. При этом не секрет, что существующие методы создания керамических материалов имеют не ...>>

Получены стабильные атомы пионного гелия 27.05.2020

После исследований, продолжавшихся почти восемь лет, группе ученых из института Квантовой оптики Макса Планка, Германия, впервые удалось получить стабильные и долгоживущие атомы экзотической материи, так называемого "пионного" гелия, атома гелия, в котором один из электронов был заменен субатомной частицей - пионом, находящимся в определенном квантовом состоянии. В таком виде пион может существовать в тысячу раз дольше, чем он существует в составе других видов материи, и это дает ученым возможно ...>>

Случайная новость из Архива

Доказано существование петли времени 28.08.2018

Ученые Квинслендского университета в Австралии продемонстрировали, что с точки зрения квантовой механики два разных события могут предшествовать друг другу одновременно. Нарушение причинно-следственной связи удалось продемонстрировать с помощью поляризации фотонов в интерферометре.

В ходе исследования физики пропустили фотоны через интерферометр - устройство, с помощью которого пучок электромагнитного излучения разделяется на несколько пучков, идущих через разные оптические пути (А и В). В конце концов, два пучка вновь воссоединяются и накладываются друг на друга, что приводит к интерференции. Установка была собрана таким образом, что при вертикальной поляризации фотон выберет левый путь, затем вернется назад и попадет в правую часть интерферометра. При горизонтальной поляризации частица сначала идет по правому пути, а потом по левому.

Однако при диагональной поляризации квантовая волна, описывающая положение фотона, "расщепляется", двигаясь по обоим путям одновременно. Вертикально и горизонтально поляризованные компоненты сначала идут каждый по своему пути, возвращаются назад, и переходят на соседний путь. Таким образом, по каждому пути проходят сразу оба компонента, то есть фотон словно бы идет по обоим путям одновременно. В конце каждого пути фотон снова расщепляется, при этом один компонент возвращается назад, а другой выходит из установки.

При этом очень трудно определить, какое событие предшествует другому: то ли возврат поляризованных компонент в начало путей создает видимость прохождение фотона по А и В одновременно (фотон проходит сначала по одному пути, а затем по другому), то ли расщепление "раздвоенного" фотона в конце каждого из путей обуславливает единовременный возврат компонент в начало каждого пути (и тогда фотон действительно проходит по обоим путям одновременно).

Чтобы решить эту проблему, ученые провели ряд экспериментов, каждый раз вставляя в установку дополнительные линзы, которые меняют пространственное распределение пучка света. Это позволяет изменить поляризацию фотона в тот момент, когда квантовые волны вновь накладываются друг на друга. Если каждый фотон в пучке сначала проходил один путь, а потом другой, то итоговая поляризация фотона должна соответствовать определенному значению. Однако исследователи выяснили, что в эксперименте невозможно определить, какое из событий в действительности обуславливает другое. Иными словами, оба процесса являются причиной и следствием друг друга.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

Бесплатная техническая документация для любителей и профессионалов