Obrovský míľnik kvantovej fyziky. Vedci našli praktické využitie previazania častíc
Fyzikom z Oxfordskej univerzity sa podarilo vôbec po prvýkrát úspešne kvantovo previazať dvoje optické atómové hodiny. Vďaka tomu sa presnosť atómových hodín môže zvýšiť natoľko, že začne atakovať samotnú hranicu stanovenú kvantovou mechanikou. Na tému upozornil portál NewAtlas.
Previazanie dvoch atómových hodín
Ako píše portál IFLScience, atómové hodiny sú považované za najpresnejšie hodiny. Ich základom sú pravidelné oscilácie atómov vhodnej látky. Platí však, že nie všetky atómové hodiny sú rovnaké a nie všetky „tikajú“ rovnako presne.
Tie najlepšie majú odchýlku len 1 sekundu na 15 miliárd rokov, čo znamená, že ak by sme ich spustili pri Veľkom tresku, nemeškali by teraz ani o jednu celú sekundu.
Používa sa napríklad atóm cézia-133, ktorý osciluje presne 9 192 631 770-krát za sekundu, pričom tento fakt sa od roku 1967 oficiálne používa na definovanie sekundy.
„1 sekunda je čas trvania 9 192 631 770 periód elektromagnetického žiarenia, ktoré zodpovedá prechodu medzi dvomi hladinami veľmi jemnej štruktúry základného stavu atómu cézia pri teplote absolútnej nuly.“
(Pozn. redakcie: Vzhľadom na to, že v reálnych podmienkach nie je možné absolútnu nulu nikdy dosiahnuť, v praxi sa pre toto meranie pri teplote rádovo niekoľkých mikrokelvinov zavádzajú rôzne korekcie.)
Nech sú už tieto atómové hodiny akokoľvek presné, vždy je čas a priestor na zlepšovanie. Zlepšením by v tomto prípade mali byť tzv. optické atómové hodiny, ktoré na meranie času využívajú svetlo a atómy yterbia či stroncia. V novej štúdii publikovanej v žurnále Nature však vedci z Oxfordu ukázali, ako aj tieto hodiny môžeme vylepšiť.
Ako píše v tlačovej správe portál Phys, na ich vylepšenie museli nahliadnuť do tajov kvantovej mechaniky a využiť jav nazývaný kvantové previazanie, čo je stav, v ktorom sa dve alebo viac častíc spoja takým spôsobom, že ich nemožno naďalej opisovať nezávisle a to bez ohľadu na ich vzdialenosť.
Kvantové previazanie častíc, ktoré predpovedal už Einstein a označil ho slávnym výrokom „strašidelná akcia na diaľku“, našlo svoje uplatnenie pri rôznych experimentoch aj v oblasti informatiky a komunikácií. Tento jav je tiež považovaný za „kľúč“ k dosiahnutiu základného limitu presnosti, ktorý stanovuje kvantová teória.
Hoci v minulosti sa na presnejšie stanovovanie času už použilo kvantové previazanie, išlo o previazanie dvoch atómov v rovnakom systéme (rovnakom oblaku atómov). Viac informácií o najpresnejších atómových hodinách nájdeš v samostatnom článku.
Pomôžu pri hľadaní temnej hmoty
Tentokrát experti v rámci svojej štúdie kvantovo previazali dva atómy v dvoch odlišných systémoch, respektíve v dvoch rôznych atómových hodinách nachádzajúcich sa na odlišných miestach.
Tento systém pozostával z dvoch optických kvantových hodín, ktoré obsahovali jeden atóm stroncia a boli od seba vzdialené 2 metre. Podľa všetkého boli tieto atómy previazané prostredníctvom laserového lúču, ktorý sa rozdelil na dve časti a zasahoval atómy so špecifickou frekvenciou, čo atómy priviedlo do správnych podmienok kvantového previazania.
Konečným výsledkom je potom vôbec prvá kvantová sieť pozostávajúca z previazaných atómových hodín, ktoré sa môžu použiť na doposiaľ najpresnejšie meranie času. Podľa dostupných informácií bola odchýlka merania až 2-násobne znížená.
Autori sa tiež domnievajú, že sieť takto previazaných atómových hodín by mohla prekonať „štandardný kvantový limit“ (SQL – Standard Quantum Limit), ktorý vzniká v dôsledku náhodných kvantových fluktuácií, ktoré narúšajú merania.
Čo je ale nesmierne zaujímavé, sieť previazaných atómových hodín má potenciál odomknúť naše chápanie všetkých možných druhov prírodných javov, vrátane meraní časopriestorových variácií základných konštánt. Pomôcť môžu dokonca aj pri hľadaní temnej hmoty, ktorá by mala vypĺňať značnú časť vesmíru.
Čítajte viac z kategórie: Novinky
Ďakujeme, že čítaš Fontech. V prípade, že máš postreh alebo si našiel v článku chybu, napíš nám na redakcia@fontech.sk.
Teraz čítajú
Neuveriteľný vedecký zázrak v Číne. Ochrnutý muž ovláda telo cez exoskelet mysľou
Ani fúzia sa jej nevyrovná. Vedci našli alternatívu, ktorá nám dá neobmedzenú energiu
Ako sa tam vôbec dostal? Na Mesiaci našli „materiál budúcnosti”
Zem má ešte stále šancu. Ľudstvo chystá zbrane poslednej záchrany, zmenia klímu
Vedci ostali v nemom úžase. Prehliadaná planéta našej Galaxie v sebe ukrýva poklad za bilióny eur
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP
Dermatologička varuje pred populárnou zložkou v opaľovacích olejoch a doplnkoch: Zvyšuje riziko rakoviny pľúc o 24 %
Jadrová zima a vietor vyše 750 km/h. Vedci zistili, čo by sa stalo, keby dnes vypukla nukleárna vojna
Posledné dni na zmenu: Tisíce Slovákov môžu od júla zbytočne platiť viac za elektrinu
Tragédia na Zlatých pieskoch: V jazere našli telo 39-ročného muža
Vedci bijú na poplach: Arktický ľad mizne najrýchlejšie v histórii. Zima v Európe bude mrazivejšia
- 24 hod
- 48 hod
- 7 dní
-
- O toto išlo Rusom celý čas. Obsadili jedno z najväčších ložísk dôležitej suroviny v Európe
- V Ázii sa zrútil záhadný supermoderný dron. Nikto nevie, komu patrí
- Vedci ostali v nemom úžase. Prehliadaná planéta našej Galaxie v sebe ukrýva poklad za bilióny eur
- Ukrajina nasadila desivý dron s názvom „Peklo“. V prvej akcii zničil všetky ciele a Rusi sú bezradní
- Nový čínsky motor prežil test, ktorý láme fyzikálne zákony. Využíva pohon ako z iného sveta
-
- O toto išlo Rusom celý čas. Obsadili jedno z najväčších ložísk dôležitej suroviny v Európe
- Majú voňať, namiesto toho nám ničia pľúca. Vedci varujú pred tichým zabijakom ovzdušia v dome
- Ukrajina nasadila desivý dron s názvom „Peklo“. V prvej akcii zničil všetky ciele a Rusi sú bezradní
- USA do dronu posadili AI a prišiel veľký šok. V kľúčovom teste zostrelila lietadlo
- Vedci ostali v nemom úžase. Prehliadaná planéta našej Galaxie v sebe ukrýva poklad za bilióny eur
-
- Slovákov čaká veľké prekvapenie pri nákupe nového mobilu. Začalo platiť prísne nariadenie Európskej únie
- O toto išlo Rusom celý čas. Obsadili jedno z najväčších ložísk dôležitej suroviny v Európe
- Ak zaútočia, pocítia fatálny úder. USA poslali do Európy tisíce vojakov a najsmrtiacejšiu flotilu sveta
- Milovaný pohon Slovákov končí. EÚ chystá devastačné zmeny, ktoré ho pochovajú
- Majú voňať, namiesto toho nám ničia pľúca. Vedci varujú pred tichým zabijakom ovzdušia v dome
Masívny útok Ruska zasiahol celú Ukrajinu. Aktivovali sa aj poľské stíhačky
Slovenské palivá budú lacnejšie než vlani. Zdražovanie sa zastavilo, tvrdia banky
Vesmír zahltený odpadom. EÚ chce zákonom prinútiť operátorov likvidovať satelity
Klimatická veda prehodnocuje svoje modely. Yale navrhuje nový prístup
Darwin sa možno mýlil. Evolúcia prebieha v skokoch, tvrdia vedci
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP