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:

Кислотность океана разрушает зубы акул 03.10.2025

Мировые океаны выполняют важнейшую функцию - они поглощают около трети углекислого газа, выбрасываемого в атмосферу. Это помогает замедлять темпы глобального потепления, но имеет и обратную сторону. Растворяясь в воде, CO2 образует угольную кислоту, которая повышает концентрацию водородных ионов и приводит к снижению pH. Вода становится более кислой, а последствия этого процесса уже заметны для морских экосистем. Средний показатель кислотности океана сейчас равен примерно 8,1, тогда как еще недавно за условную норму брали значение 8,2. По прогнозам, к 2300 году уровень может упасть до 7,3 - это сделает океан почти в десять раз кислее нынешнего состояния. Для обитателей морей подобные изменения означают не просто сдвиг химического равновесия, а реальную угрозу физиологическим процессам, начиная от формирования раковин у моллюсков и заканчивая охотничьим поведением акул. Чтобы выяснить, как именно кислотная среда отражается на зубах акул, группа немецких исследователей провела эксп ...>>

Почтовый космический корабль Arc 03.10.2025

Космические технологии становятся частью инфраструктуры, способной повлиять на логистику, медицину и даже военную сферу. Идея использовать орбиту как глобальный склад для срочных поставок звучала еще недавно как научная фантастика, но стартап Inversion пытается превратить ее в практическое решение. Компания Inversion появилась в начале 2021 года благодаря Джастину Фиаскетти и Остину Бриггсу, которые на тот момент были студентами Бостонского университета. Их замысел состоял в том, чтобы сделать возможной доставку грузов не только через спутниковые сети данных, но и в буквальном смысле - физических предметов. В основе лежит простая мысль: если космос обеспечивает доступ к любой точке Земли, то и грузы должны перемещаться тем же маршрутом. Уже за три года работы команда из 25 специалистов успела построить демонстрационный аппарат "Ray". Его запуск состоялся в рамках миссии SpaceX Transporter-12. Устройство весом 90 килограммов проверяло ключевые технологии Inversion, включая двухком ...>>

Лазерное обогащение урана 02.10.2025

Ядерная энергия остается одним из ключевых источников стабильного электричества, особенно для стран с растущими потребностями в энергоснабжении. Однако обеспечение бесперебойных поставок топлива для атомных станций требует современных технологий обогащения урана, которые одновременно эффективны и безопасны. Американская компания Global Laser Enrichment (GLE) делает значительный шаг в этом направлении, завершив масштабное тестирование лазерной технологии обогащения урана. Демонстрационная программа была проведена на объекте в Уилмингтоне, Северная Каролина. Тестирование технологии SILEX (Separation of Isotopes by Laser EXcitation), разработанной австралийской Silex Systems, стартовало в мае 2025 года и продлится до конца года. В ходе экспериментов компания планирует получить сотни фунтов низкообогащенного урана (LEU), который может быть использован в качестве топлива для атомных электростанций. GLE была создана в 2007 году для коммерциализации лазерных методов обогащения урана в С ...>>

Безлинзовая ИК-система 02.10.2025

Инфракрасные технологии занимают особое место в науке и технике. Они позволяют заглянуть туда, где человеческий глаз бессилен, - в темноту, сквозь дымку или туман, на значительные расстояния. Однако развитие этой области сдерживают дорогие и капризные камеры, требующие охлаждения и сложного обслуживания. Китайские исследователи предложили неожиданный выход: создание безлинзовой системы, которая превращает невидимое инфракрасное излучение в четкие изображения с помощью оптики нового поколения. В основе этой разработки лежит древняя идея "изображения через отверстие", о которой еще в IV веке до нашей эры писал философ Мо-цзы. Современные ученые пошли дальше и вместо физической дырочки сформировали оптическое отверстие прямо в нелинейном кристалле, используя сверхкороткие лазерные импульсы. Такое решение позволяет преобразовывать инфракрасное излучение в видимый свет, который без труда фиксируется обычными кремниевыми сенсорами. Руководитель проекта профессор Хэпинг Цзэн подчеркивае ...>>

Жара вызывает агрессию 01.10.2025

Животный мир чутко реагирует на изменения температуры, и в последние годы ученые все чаще обращают внимание на то, как жара влияет не только на физиологию, но и на поведение живых существ. Рост глобальных температур способен не только изменять экосистемы, но и формировать новые социальные модели у животных. Одним из тревожных проявлений оказывается рост агрессивности, который наблюдается у самых разных видов. В лаборатории Университета Юга в Сьюани, штат Теннеси, экологи наблюдали за чернобрюхими саламандрами Desmognathus amphileucus. Эти небольшие амфибии, обитающие в ручьях Аппалачей, продемонстрировали ярко выраженное территориальное поведение: они пытались кусать соперников и заставлять их покидать занятую территорию. Интересно, что у близкородственных видов - саламандры Окои и тритона - подобных реакций не зафиксировали. Это подчеркивает избирательность явления и его связь с особенностями конкретных организмов. Сходные результаты были получены и в экспериментах с другими вид ...>>

Случайная новость из Архива Между любыми людьми меньше 6 рукопожатий 26.01.2012 В соответствии с известной теорией, каждого человека на Земле отделяют от любого другого всегонавсего шесть рукопожатий. Исследователи из Миланского университета решили проверить, верно ли данное утверждение. Они проанализировали связи между 721 млн. пользователей Facebook, общее количество связей между которыми составило 69 млрд., и обнаружили, что средняя длина цепочки знакомых между любыми двумя пользователями составляет всего 4,74 человека. Также по результатам исследования стало известно, что половина участников соцсети имеет более 100 друзей. Еще одним интересным фактом стало то, что в более замкнутых сообществах - например, ограниченных одной страной или системой мгновенных сообщений - эта цепочка длиннее. Так, в 2008 году компания Microsoft проанализировала связи между 180 млн. пользователей своей службы Microsoft Messenger. Обнаружилось, что в рамках нее длина цепочки между двумя людьми составляет 6,6 человека.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025