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

Чтобы сохранить воспоминания, нейроны разрывают и восстанавливают свою ДНК Чтобы сохранить воспоминания, нейроны разрывают и восстанавливают свою ДНК

Нейробиологи описали неизвестный механизм формирования долговременной памяти

ТехИнсайдер
Кулинарные лайфхаки: чем можно заменить сливочное масло в выпечке Кулинарные лайфхаки: чем можно заменить сливочное масло в выпечке

Масло в выпечке — чуть не один из главных ингредиентов. Но не значит незаменимый

ТехИнсайдер
Цезарь умер, да здравствует Цезарь! Каким получился блокбастер «Планета обезьян: Новое царство»? Цезарь умер, да здравствует Цезарь! Каким получился блокбастер «Планета обезьян: Новое царство»?

Дарвинистский блокбастер «Планета обезьян: Новое царство»: стоит ли смотреть?

Правила жизни
Археологи обнаружили древнейшие шлифованные каменные иглы с ушком Археологи обнаружили древнейшие шлифованные каменные иглы с ушком

Артефакты: древние шлифованные каменные иглы с ушком

N+1
9 легендарных спортивных арен: от театра для снукера до королевского гольф-поля 9 легендарных спортивных арен: от театра для снукера до королевского гольф-поля

Уникальные локациях, которые стали точкой притяжения популярных видов спорта

Forbes
Видео: посмотрите на солнечные дожди, извержения и корональный «мох» на поверхности Солнца Видео: посмотрите на солнечные дожди, извержения и корональный «мох» на поверхности Солнца

Что помогут нам объяснить потоки перегретого материала на Солнце?

ТехИнсайдер
Разрушаем главный гендерный стереотип: оказывается, женщины тоже охотились на мамонтов Разрушаем главный гендерный стереотип: оказывается, женщины тоже охотились на мамонтов

79% женщин были охотницами и продолжали охотиться даже после рождения детей

ТехИнсайдер
Хвостатый рейс: в США открыли авиакомпанию премиум-класса для собак Хвостатый рейс: в США открыли авиакомпанию премиум-класса для собак

В этой авиакомпании все для... собак

ТехИнсайдер
«Дети не должны становиться психологами для родителей»: как пережить развод правильно «Дети не должны становиться психологами для родителей»: как пережить развод правильно

Можно ли сделать развод точкой роста для ребенка?

Psychologies
Сочетание каннабиса и табака при беременности вчетверо повысило младенческую смертность Сочетание каннабиса и табака при беременности вчетверо повысило младенческую смертность

Как употребление каннабиса и табака негативно влияет на исходы беременности

N+1
Еще по одной: 10 мини-сериалов, которые можно посмотреть за вечер Еще по одной: 10 мини-сериалов, которые можно посмотреть за вечер

Необычные мини-сериалы, которые вы могли пропустить

Правила жизни
6 советских и российских фильмов — лауреатов Каннского фестиваля 6 советских и российских фильмов — лауреатов Каннского фестиваля

Шесть отечественных картин, которые в разные годы покорили Канны

СНОБ
Как вернуть мотивацию к бегу: примените эти 10 способов и вам захочется надеть кроссовки Как вернуть мотивацию к бегу: примените эти 10 способов и вам захочется надеть кроссовки

Как вернуть радость от пробежек и мотивацию к бегу

ТехИнсайдер
Бегущая с волками. Какой получилась «Фуриоса: Хроники Безумного Макса»? Бегущая с волками. Какой получилась «Фуриоса: Хроники Безумного Макса»?

Несмотря на 2,5 часа хронометража, «Фуриоса» справляется с экспозицией за минуту

Правила жизни
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
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
На наконечниках стрел эпохи неолита нашли остатки человеческого белка На наконечниках стрел эпохи неолита нашли остатки человеческого белка

Ученые исследовали каменные наконечники стрел возрастом около 8-9 тысяч лет

N+1
Малыш и море Малыш и море

Чек-лист и полезные советы, чтобы отпуск с ребенком на море был только в радость

Лиза
Путь алхимика: как попасть в престижный американский стартап-акселератор Alchemist Путь алхимика: как попасть в престижный американский стартап-акселератор Alchemist

Как пройти в Alchemist, один из топовых американских стартап-акселераторов?

Forbes
X, Y, Z: как работать с людьми разных поколений X, Y, Z: как работать с людьми разных поколений

Почему люди X не могут работать с зумерами и в чем преимущество «игреков»?

Psychologies
На ее книгах вырос Стивен Кинг: как Ширли Джексон превращала свои страхи в литературу На ее книгах вырос Стивен Кинг: как Ширли Джексон превращала свои страхи в литературу

История писательницы, на романах которой вырос Стивен Кинг

Forbes
Короткие встречи Короткие встречи

Как открыть мир для тех, кто заперт

Новый очаг
Как обрести уверенность в себе как в профессионале: 3 шага Как обрести уверенность в себе как в профессионале: 3 шага

Как выявить у себя синдром самозванца и что делать после

Psychologies
10 способов справиться со стрессом: только наука! 10 способов справиться со стрессом: только наука!

Научно обоснованные методы помогут вам защитить свое тело и мозг от стресса

ТехИнсайдер
4 ошибки, которые мы допускаем, когда нас преследует тревога 4 ошибки, которые мы допускаем, когда нас преследует тревога

Большинство привычных способов реакции на тревогу лишь усугубляют ситуацию

Psychologies
«Мысль о тебе»: как новый ромком с Энн Хэтэуэй критикует эйджизм в отношении женщин «Мысль о тебе»: как новый ромком с Энн Хэтэуэй критикует эйджизм в отношении женщин

Как «Мысль о тебе» обличает эйджизм, но оправдывает токсичные отношения

Forbes
«Конвейером нас не испугать!» Как братья Додж утерли нос Генри Форду «Конвейером нас не испугать!» Как братья Додж утерли нос Генри Форду

Почему Генри Форд боялся братьев Додж?

ТехИнсайдер
Сила граната: природное соединение в его составе может помочь в лечении болезни Альцгеймера Сила граната: природное соединение в его составе может помочь в лечении болезни Альцгеймера

Гранат может улучшить память и сделать лечение болезни Альцгеймера эффективнее

ТехИнсайдер
Секрет приложения Finch: как уход за виртуальным питомцем помогает справиться с депрессией Секрет приложения Finch: как уход за виртуальным питомцем помогает справиться с депрессией

В России набирает популярность приложение Finch. Почему оно столь эффективно?

Psychologies
По ту сторону диагноза: как живет человек с рассеянным склерозом По ту сторону диагноза: как живет человек с рассеянным склерозом

История девушки с рассеянным склерозом, которая смогла добиться ремиссии

СНОБ
Открыть в приложении