Атомные часы на квантовой запутанности

17.12.2020

На сегодняшний день атомные часы являются самыми точными хронометрами на Земле. Лучшие устройства такого типа за 15 миллиардов лет отстанут всего на секунду. Однако в будущем ученым могут понадобиться еще более точные хронометры для проведения исследований и контроля космических аппаратов. У обычных атомных часов есть предел точности измерения времени. Он ограничен квантовыми флуктуациями, которые мешают отслеживанию колебаний атомов.

Атомные часы используют лазеры, чтобы измерить частоту колебаний атомов. Период этих колебаний настолько стабилен, что его измерение позволяет отсчитывать время с невероятной точностью. Например, атом цезия-133 колеблется ровно 9 192 631 770 раз в секунду, а атомные часы, основанные на этом элементе, используются для расчета мирового времени.

Теперь физики смогли сделать такие хронометры еще более точными. Для этого ученые собрали облако из 350 охлажденных атомов иттербия-171, частота колебаний которого даже выше, чем у цезия-133, и поместили их в оптический резонатор. Затем на резонатор направили лазер, который позволил создать между атомами квантовую запутанность. Это значит, что теперь эти частицы стали связанными: при изменении состояния одного атома, автоматически изменялось состояние связанного с ним.

Как только атомы удалось запутать, ученые направили в облако второй лазер. С помощью него исследователи подсветили его, чтобы измерить среднюю частоту колебаний атомов. Оказалось, что квантовая запутанность увеличивает точность атомных часов в четыре раза. Согласно результатам работы, за 13,8 миллиарда лет такие устройства отстанут от эталонного времени меньше чем на 100 миллисекунд.

<< Назад: Рукомойник без водопровода 17.12.2020

>> Вперед: Видеокарта Radeon RX 6900 XT NITRO+ 16.12.2020

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Расставание действительно может причинять физическую боль 16.09.2026

Разрыв отношений с близким человеком способно вызывать настолько сильные переживания, что привычное выражение "разбитое сердце" иногда воспринимается почти буквально. Человек может испытывать тревогу, тоску и эмоциональное напряжение, сопровождающиеся вполне реальными телесными ощущениями. Исследования работы мозга показывают, что такая связь между эмоциональными и физическими страданиями может иметь вполне определенную нейробиологическую основу. Эксперимент, позволивший изучить этот вопрос, провела команда психолога Итана Кросса из Мичиганского университета. В исследовании участвовали 40 человек, недавно переживших расставание по инициативе партнера. Все добровольцы продолжали остро реагировать на произошедшее, что позволило исследователям изучить мозговую активность в период наиболее сильных переживаний. Во время эксперимента участников помещали в аппарат магнитно-резонансной томографии. Испытуемым поочередно показывали фотографию бывшего партнера и подвергали предплечье воздей ...>>

Научно доказана невозможность создания нейтринного лазера 16.09.2026

Лазер давно перестал быть исключительно лабораторной технологией: сегодня он используется в связи, медицине, промышленности и научных исследованиях. Поэтому физики периодически предлагают необычные варианты устройств, способных работать по аналогичным принципам, но с другими типами частиц. В 2025 году появилась идея создать лазер, формирующий направленный поток нейтрино. Однако последующий теоретический анализ показал, что привлекательная на первый взгляд концепция сталкивается не просто с техническими трудностями, а с фундаментальными законами квантовой физики. Первоначальную концепцию предложили профессор Массачусетского технологического института (MIT) Джо Формаджио (Joe Formaggio) и Бен Джонс (Ben Jones) из Техасского университета в Арлингтоне. Согласно их замыслу, облако радиоактивных атомов следовало охладить до сверхнизких температур порядка нанокельвинов - миллиардных долей кельвина. В таких условиях атомы могли бы сформировать Бозе - Эйнштейновский конденсат, особое квантов ...>>

Индекс нижнего белья раскрыл состояние швейцарских почв 15.09.2026

Почва кажется обычной частью окружающего нас ландшафта, однако под ее поверхностью существует сложная экосистема, от состояния которой напрямую зависит жизнь человека. Миллиарды микроорганизмов, черви, грибы и другие обитатели почвы перерабатывают органические вещества и участвуют в круговороте питательных элементов. Чтобы привлечь внимание общества к этой мало заметной проблеме, исследователи из Цюрихского университета придумали весьма необычный эксперимент: они закопали более 2000 пар хлопкового нижнего белья в садах, на лугах, полях и газонах по всей Швейцарии. Проект получил название "Доказательство в виде нижнего белья" и представлял собой не массовую шутку, а научный эксперимент, позволяющий наглядно оценить биологическую активность почвы. Исследователи помещали хлопковые изделия в землю, а примерно через два месяца извлекали их и сравнивали степень разрушения ткани. Некоторые образцы за это время практически исчезали, оставляя лишь отдельные фрагменты швов, тогда как на други ...>>

Гибкий алмаз вырабатывает электричество 15.09.2026

Алмаз традиционно воспринимается как исключительно твердый и практически неподвижный материал, поэтому возможность получать из него электричество при механической деформации долгое время казалась невероятной. В начале XX века алмаз относили к непьезоэлектрическим материалам, то есть считалось, что при сжатии или изгибе он, в отличие от кварца, не способен создавать электрический заряд. Однако исследователи из Университета Гонконга обнаружили, что при определенных условиях это представление требует пересмотра. Проблема заключалась прежде всего в физической природе самого минерала. Обычный алмаз настолько тверд, что заметно согнуть его практически невозможно. Поэтому специалисты использовали другой подход и изготовили из алмаза чрезвычайно тонкую гибкую мембрану. После механического воздействия на такую конструкцию измерительные приборы зарегистрировали устойчивые электрические сигналы. Эксперименты неоднократно повторяли и проводили в различных условиях, чтобы исключить случайное про ...>>

Найдена химическая причина возрастных изменений запаха кожи 14.09.2026

Запах человеческого тела меняется на протяжении всей жизни, и особенно заметные изменения могут происходить в пожилом возрасте. Речь идет не только о привычном запахе пота или особенностях гигиены: старение сопровождается целым комплексом биохимических процессов в коже, способных влиять на ее естественный запах. Ученые обнаружили одно из веществ, которое связывают с характерным ароматом, часто называемым "запахом старости". Исследователи установили, что важную роль в этом процессе играет 2-ноненаль - органическое соединение из группы ненасыщенных жирных альдегидов. Это вещество обладает характерным запахом, который нередко описывают как сочетание прогорклого масла и затхлого картона. Его количество в коже увеличивается по мере старения организма, поэтому концентрация 2-ноненаля рассматривается специалистами как одна из биохимических причин возрастного изменения запаха. По словам дерматологов, заметные изменения начинают становиться более вероятными после 40 лет. Доктор Сонал Чоуд ...>>

Случайная новость из Архива Робот-пылесос Anker Eufy X8 Pro 26.09.2023 Компания Anker представила под маркой Eufy представила робот-пылесос X8 Pro. Наиболее заметной характеристикой этой модели стала функция автоматического расчесывания волос и шерсти домашних животных с его щетками. Это обновленная версия X8 Hybrid, выпущенной в 2021 году, при этом новинка остается доступной по той же цене. Однако она предлагает целый ряд усовершенствований по сравнению с предыдущей моделью. Пылесос по-прежнему способен моющей функцией, но теперь он использует вибрирующую швабру для более эффективной очистки полов. Две турбины обеспечивают максимальную силу всасывания до 4 000 Па каждая, в то время как предыдущая модель достигала лишь 2 000 Па. X8 Pro теперь оснащен V-образной роликовой щеткой и функцией активной самоочистки Active Detangling. Благодаря этому он способен автоматически расчесывать шерсть домашних животных и волосы с собственной щетки. Для навигации робота используется лазерная система iPath (LDS) и инфракрасная система обхода помех с искусственным интеллектом. Последняя инновация позволяет не только избегать столкновений с мебелью, но и запоминать ее расположение. Теперь в мобильном приложении можно настраивать запретные зоны, устанавливать расписание уборки и многое другое. Eufy X8 Pro также оборудован более крупным воздушным фильтром. Объем контейнера для мусора составляет 335 миллилитров, а для воды - 270 миллилитров. Для удобства пользователей в док-станции с функцией очистки пылесоса установлен мешок-пылесборник вместимостью 2,5 литра. Компания утверждает, что этого объема хватит на 45 дней уборки. Eufy X8 Pro уже доступен для покупки в США по цене 650 долларов.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026