Ingrid Fadelli , Phys.org

Sadie Harley tərəfindən redaktə edilmiş , Robert Eqan tərəfindən nəzərdən keçirilmişdir

 Redaktorların qeydləriDr. YA Yang və Maya Miklos Sr3 təcrübəsi üzərində işləyirlər. Kredit: Kyungtae Kim/JILA, Kolorado Universiteti, Boulder.

Optik qəfəsli saatlar, optik qəfəs kimi tanınan təkrarlanan işıq müdaxiləsi modelində sıxışan lazerlə soyudulmuş atomlar tərəfindən udulan və ya buraxılan işığın tezliyi ilə vaxtın keçməsini ölçən cihazlardır.

Bu saatlar klassik saatlardan əhəmiyyətli dərəcədə daha dəqiqdir və incə fiziki hadisələri qəbul edə bilir. Onlar həmçinin müxtəlif fizika nəzəriyyələrinin proqnozlarını sınamaq üçün istifadə edilə bilər və mövcud vaxt hesablama, hissetmə və rabitə sistemlərinin işini yaxşılaşdırmağa kömək edə bilər.

JILA Milli Standartlar və Texnologiya İnstitutunun və Kolorado Universitetinin tədqiqatçıları bu yaxınlarda misli görünməmiş dəqiqliyə nail olan yeni stronsium atomuna əsaslanan optik şəbəkə saatını təqdim etdilər.

Physical Review Letters jurnalında dərc olunmuş məqalədə təqdim olunan bu saat, iki və ya daha çox hissəciklərin bir-birinə bağlandığı və aralarındakı məsafədən asılı olmayaraq vəziyyətləri paylaşdığı bir kvant fenomeni olan qarışıqlıqdan istifadə edir .

“Son on ildə optik qəfəsli saatlar qeyri-adi dəqiqliyə çatdı, lakin onların performansı əsas olaraq kvant ölçmə prosesi ilə əlaqəli kvant “qeyri-səlislik”dən qaynaqlanan standart kvant limiti ilə məhdudlaşır ” dedi.

“Bir çox əlaqəsi olmayan atomların istifadəsi bu səs-küyün azaldılmasına kömək edir. Paralel olaraq, təkcə kvant məlumatlarının emalı üçün deyil, həm də təkmilləşdirilmiş hissetmə və metrologiya üçün dolaşıq vəziyyətlərin yaradılması və tətbiqində sürətli irəliləyiş var. Məsələn, LIGO işığın sıxılmış vəziyyətlərindən istifadə edərək həssaslığını artırır .”

Optik qəfəsli saatları inkişaf etdirmək üçün dolaşıqlıqdan istifadə etmək

Bu sahədə daha əvvəl aparılmış tədqiqatlara əsaslanaraq, Dr. Yang və həmkarları optik qəfəsli saatların dəqiqliyini artırmaq üçün dolaşıqlığın istifadə oluna biləcəyi imkanlarını araşdırmaq üçün yola çıxdılar. Bunun üçün onlar dolaşıq stronsium atomlarına əsaslanan optik qəfəsli saat hazırladılar və onun performansını adi optik saatlarla müqayisə etdilər.Atomların sıxılmış hallarını yaratmaq üçün optik boşluq. Kredit: Carl Sauer.

Yeni saat 2D lazer işıq şəbəkəsində (yəni, optik qəfəs) sıxışdırılmış təxminən 30.000 stronsium atomundan ibarətdir. Yenilik ondan ibarətdir ki, onlar daha sonra qəfəsdə iki qrup atomu spin-sıxışdırdılar və ya başqa sözlə, saatın dəqiqliyini artıracaq şəkildə onları bir-birinə qarışdırdılar.

“Optik atom saatları uzun ömürlü atom keçidlərindən istifadə edərək ultrastabil lazerin tezliyini ölçür” deyə məqalənin birinci müəllifi Maya Miklos izah etdi.

“Lazer tərəfindən həyəcanlanan atomların fraksiyasının daha dəqiq ölçülməsi ilə saat sabitliyi yaxşılaşır. Müstəqil atomların nümunələri üçün hər bir atom ölçmə zamanı müəyyən bir vəziyyətə “proyeksiya olunur” – bu təsadüfilik səs-küy səviyyəsini və ya saat performansının standart kvant limitini (SQL) təyin edir.”

Doktor Yang, Miklos və onların həmkarları saatlarında dolaşıqlığı həyata keçirmək üçün sıxışdırılmış stronsium atomlarını ümumi optik rejimə (yəni, işıq nümunəsi) birləşdirdilər. Dolaşmanın yaranması səs-küyün (yəni, saatın dəqiqliyini azaldan arzuolunmaz təsadüfi dalğalanmaların) “sıxılmasına” imkan verir ki, bu da öz növbəsində daha dəqiq ölçmələrə gətirib çıxarır.

Gündəlik anlayışlar üçün Phys.org-a etibar edən 100.000-dən çox abunəçi ilə elm, texnologiya və kosmosda ən son yenilikləri kəşf edin . Pulsuz xəbər bülleteni üçün qeydiyyatdan keçin və mühüm nailiyyətlər, yeniliklər və tədqiqatlar haqqında gündəlik və ya həftəlik yeniləmələr əldə edin .

Ən müasir dəqiqliyi təmin edir

Tədqiqatçılar öz saatlarının ölçmələrini atomların bir-birinə qarışmadığı stronsium əsaslı optik saatın ölçmələri ilə müqayisə etdilər. Onlar tapdılar ki, onların dizaynı əhəmiyyətli təkmilləşdirmələrə səbəb olub, onların saatları 1,1 × 10 ^-18 əlamətdar fraksiya tezlik dəqiqliyinə nail olub .

“Biz nümayiş etdiririk ki, saatın performansı nəinki standart kvant həddini üstələyir, həm də əsl ən müasir dəqiqlik səviyyəsinə çatır”, – deyə doktor Yanq bildirib. “Nəticələrimiz kövrək çox gövdəli tıxacları metrologiya və dəqiq ölçmə üçün praktik alətə çevirmək üçün konkret plan təqdim edir.”

Komandanın yeni optik saat dizaynı tezliklə digər dolanışığı gücləndirilmiş optik saatların inkişafına ilham verə bilər. Eyni zamanda, Dr. Yang, Miklos və onların həmkarları gələcəkdə tədqiqat parametrlərində tətbiqini və ya mövcud texnologiyalarla inteqrasiyasını asanlaşdırmaq üçün saatlarını daha da təkmilləşdirmək üzərində işləyirlər.

“Bu işdə biz nümayiş etdirdik ki, biz iki saat arasındakı tezlik fərqini 1,6 x 10 ^-18 fraksiya tezlik dəqiqliyi ilə həll edə bilərik ” dedi Dr Yang. “Gələcək işdə, sabitlikdə kvant qazancından həzz alaraq, dolanma ilə gücləndirilmiş optik şəbəkəli saatımızın klassik saatla eyni sürətlə işləməsini təmin etmək üçün sistematik səhvləri və qeyri-müəyyənlikləri diqqətlə qiymətləndirəcəyik.”

Tədqiqatçılar növbəti tədqiqatlarının bir hissəsi olaraq, fundamental fizikaya əsaslanan tədqiqatlar aparmaq üçün optik saatlarından istifadə etməyi də planlaşdırırlar. Məsələn, iki saatını müxtəlif hündürlüklərdə birləşdirməklə onlar cazibə qüvvəsinin və zamanın genişlənməsinin kvant sistemlərinə təsirini araşdıra bildilər.

“Uzun müddətli perspektivdə biz geofizikada, astronomiyada və fundamental fizikanın sınaqlarında yeni imkanlar aça biləcək optik qəfəsli saatların kvant şəbəkələrini nəzərdə tuturuq”, – deyə doktor Yanq əlavə edib.

Müəllifimiz İnqrid Fadelli tərəfindən sizin üçün yazılmış, Sadie Harley tərəfindən redaktə edilmiş və Robert Eqan tərəfindən yoxlanılmış və nəzərdən keçirilmiş bu məqalə diqqətli insan əməyinin nəticəsidir. Müstəqil elmi jurnalistikanı yaşatmaq üçün sizin kimi oxuculara güvənirik. Bu hesabat sizin üçün əhəmiyyət kəsb edirsə, lütfən, ianə (xüsusilə aylıq) nəzərdən keçirin. Siz təşəkkür olaraq reklamsız hesab əldə edəcəksiniz .

Daha çox məlumat: Y. A. Yang və digərləri, 10 ⁻¹⁸ Səviyyədə Standart Kvant Limitindən kənar Saat Dəqiqliyi , Fiziki İcmal məktubları (2025). DOI: 10.1103/6v93-whwq . arXiv- də : DOI: 10.48550/arxiv.2505.04538

Jurnal məlumatı: Fiziki İcmal məktubları , arXiv  

© 2025 Science X Network

Daha çox araşdırın