Kolorado Boulder Universitetinin fizikləri yeni bir araşdırmada, üç ölçülü sürətlənməni eyni vaxtda ölçmək üçün inanılmaz dərəcədə soyuq temperaturlara qədər soyudulmuş atom buludundan istifadə etdilər – bir çox elm adamının mümkün olduğunu düşünmədiyi bir müvəffəqiyyət.

Yeni tip atom “interferometri” olan cihaz bir gün insanlara sualtı qayıqları, kosmik gəmiləri, avtomobilləri və digər nəqliyyat vasitələrini daha dəqiq idarə etməyə kömək edə bilər.

Yeni tədqiqatın həmmüəllifi və CU Boulder Fizika Departamentinin aspirantı Kendall Mehling, “Ənənəvi atom interferometrləri sürətlənməni yalnız bir ölçüdə ölçə bilər, lakin biz üçölçülü bir dünyada yaşayırıq” dedi. “Hara getdiyimi bilmək və harada olduğumu bilmək üçün hər üç ölçüdə sürətlənməmi izləməliyəm.”

Tədqiqatçılar bu ay “Science Advances” jurnalında “ Optik qəfəsdə vektor atom akselerometriyası ” adlı məqaləsini dərc ediblər . Komandaya Mehling daxildir; Catie LeDesma, fizika üzrə doktorluqdan sonrakı tədqiqatçı; və Murray Holland, fizika professoru və CU Boulder və Milli Standartlar və Texnologiya İnstitutu (NIST) arasında birgə tədqiqat institutu olan JILA-nın əməkdaşı.

Yeni cihaz mühəndislik möcüzəsidir: Holland və onun həmkarları on minlərlə rubidium atomundan ibarət buludu yerində tutmaq üçün insan saçı qədər nazik altı lazerdən istifadə edirlər. Daha sonra süni intellektin köməyi ilə onlar bu lazerləri mürəkkəb nümunələrdə manipulyasiya edirlər – komandaya avtomobilinizdə qaz pedalını aşağı basmaq kimi kiçik sürətlənmələrə reaksiya verərkən atomların davranışını ölçməyə imkan verir.

Bu gün əksər nəqliyyat vasitələri GPS və akselerometr kimi tanınan ənənəvi və ya “klassik” elektron cihazlardan istifadə edərək sürətlənməni izləyir. Komandanın kvant cihazının bu alətlərlə rəqabət apara bilməsi üçün uzun bir yol var. Lakin tədqiqatçılar atomlara əsaslanan naviqasiya texnologiyası üçün çoxlu vədlər görürlər.

Mehling, “Klassik sensoru illər boyu müxtəlif mühitlərdə buraxsanız, o, qocalacaq və çürüyəcək” dedi. “Saatınızdakı yaylar dəyişəcək və əyiləcək. Atomlar qocalmır.”

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?gdpr=0&us_privacy=1—&gpp_sid=-1&client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=280&slotname=8188791252&adk=1645945215&adf=2612643799&pi=t.ma~as.8188791252&w=750&abgtt=6&fwrn=4&fwrnh=0&lmt=1749719832&rafmt=1&armr=3&format=750×280&url=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fnews%2F2025-06-quantum-device-atoms-3d.html&fwr=0&rpe=1&resp_fmts=3&wgl=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTkuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTM3LjAuNzE1MS4xMDMiLG51bGwsMCxudWxsLCI2NCIsW1siR29vZ2xlIENocm9tZSIsIjEzNy4wLjcxNTEuMTAzIl0sWyJDaHJvbWl1bSIsIjEzNy4wLjcxNTEuMTAzIl0sWyJOb3QvQSlCcmFuZCIsIjI0LjAuMC4wIl1dLDBd&dt=1749719830002&bpp=2&bdt=73&idt=94&shv=r20250610&mjsv=m202506090101&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3Df22668bce9793ae4%3AT%3D1735196613%3ART%3D1749719571%3AS%3DALNI_Mb4Xpwl1SO1AcvqroR6xccDm_sheQ&gpic=UID%3D00000f7c5320f40b%3AT%3D1735196613%3ART%3D1749719571%3AS%3DALNI_Mb1dz_DHiT2yDzXLMaB9CDkQl4XGg&eo_id_str=ID%3Dcdf7f2f01784f52d%3AT%3D1735196613%3ART%3D1749719571%3AS%3DAA-Afjb8kbeupLLyQ0QHQmZxpM4v&prev_fmts=0x0%2C336x280&nras=1&correlator=7389007012053&frm=20&pv=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=3&u_h=1080&u_w=1920&u_ah=1032&u_aw=1920&u_cd=24&u_sd=1&dmc=8&adx=448&ady=2729&biw=1905&bih=945&scr_x=0&scr_y=0&eid=31092920%2C95353386%2C95362656%2C95363184%2C95362799%2C95359265%2C95362804%2C95363070&oid=2&pvsid=7243644165222367&tmod=1158146187&uas=0&nvt=1&ref=https%3A%2F%2Fphys.org%2F&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1920%2C0%2C0%2C0%2C1920%2C945&vis=1&rsz=%7C%7CpeEbr%7C&abl=CS&pfx=0&fu=128&bc=31&bz=0&td=1&tdf=2&psd=W251bGwsbnVsbCxudWxsLDNd&nt=1&ifi=2&uci=a!2&btvi=1&fsb=1&dtd=2656

Hərəkət barmaq izləri

İnterferometrlər bu və ya digər formada əsrlər boyu mövcuddur və onlar optik liflər üzərindən məlumatın daşınmasından tutmuş qravitasiya dalğalarının və ya kainatın toxumasında dalğalanmaların axtarışına qədər hər şeyi etmək üçün istifadə edilmişdir.

Ümumi ideya şeyləri bir-birindən ayırmaq və onları yenidən bir araya gətirməkdən ibarətdir.

Məsələn, lazer interferometriyasında elm adamları əvvəlcə lazer işığını işıqlandırır , sonra onu iki ayrı yoldan keçən eyni şüalara bölürlər. Nəhayət, şüaları yenidən bir araya gətirirlər. Lazerlər səyahətləri boyunca fərqli təsirlərlə qarşılaşıblarsa, məsələn, cazibə qüvvəsinin müxtəlif yollarla hərəkət etməsi, onlar yenidən birləşdirildikdə mükəmməl birləşə bilməzlər.

Başqa cür desək, fermuar ilişib qala bilər. Tədqiqatçılar bir vaxtlar eyni olan iki şüanın indi bir-birinə necə müdaxilə etdiyinə əsaslanaraq ölçmələr apara bilər – buna görə də ad.

Hazırkı araşdırmada komanda eyni uğura nail olub, lakin işıq yerinə atomlarla.

Bu belə işləyir: Cihaz hazırda hava xokkeyi stolu ölçüsündə skamyaya oturur. Birincisi, tədqiqatçılar rubidium atomlarının kolleksiyasını mütləq sıfırdan bir neçə milyardda bir dərəcəyə qədər soyuyurlar.

Bu soyuq səltənətdə atomlar Bose-Einstein Kondensatı (BEC) kimi tanınan maddənin sirli kvant vəziyyətini meydana gətirir. O zaman CU Boulder-də fizik olan Karl Viman və JILA-dan Erik Kornel 2001-ci ildə ilk BEC-i yaratdıqlarına görə Nobel mükafatı qazandılar.

Sonra, komanda atomları bir-birindən ayırmaq üçün lazer işığından istifadə edir. Bu halda, bu, atom qruplarının ayrılması demək deyil. Bunun əvəzinə, hər bir fərdi atom eyni vaxtda iki yerdə ola bilən superpozisiya adlanan xəyali kvant vəziyyətində mövcuddur.

Atomlar parçalandıqda və ayrıldıqda, bu xəyallar iki fərqli yolla bir-birindən uzaqlaşır. (Cari təcrübədə tədqiqatçılar əslində cihazın özünü hərəkət etdirmədilər, lakin sürətlənməyə səbəb olan atomları itələmək üçün lazerlərdən istifadə etdilər).

“Bizim Bose-Einstein Kondensatımız atomlardan ibarət maddə dalğası gölməçəsidir və biz kiçik işıq paketlərindən ibarət daşları gölməçəyə ataraq həm sağa, həm də sola dalğalar göndəririk” dedi Holland. “Dalgalar yayıldıqdan sonra biz onları əks etdiririk və müdaxilə etdikləri yerdə onları yenidən birləşdiririk.”

Atomlar yenidən bir-birinə yapışdıqda, eynilə bir-birinə sıxışan iki lazer işığı şüası kimi unikal bir nümunə meydana gətirirlər, lakin daha mürəkkəbdir. Nəticə stəkanda baş barmaq izinə bənzəyir.

“Biz bu barmaq izini deşifrə edə və atomların yaşadığı sürətlənməni çıxara bilərik” dedi Holland.

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 .Abunə ol

Kompüterlərlə planlaşdırma

Qrup bu uğura nail olmaq üçün cihazın yaradılmasına təxminən üç il sərf edib.

“Mövcud eksperimental cihaz inanılmaz dərəcədə yığcamdır. Atom buludumuzu ehtiva edən vakuum sistemindən keçən 18 lazer şüası olsa da, bütün təcrübə o qədər kiçikdir ki, bir gün sahədə yerləşdirə bilərik” dedi LeDesma.

Bu müvəffəqiyyətin sirlərindən biri də maşın öyrənməsi adlı süni intellekt texnikasına aiddir. Holland izah etdi ki, rubidium atomlarının parçalanması və yenidən birləşdirilməsi lazerləri mürəkkəb, çox addımlı bir proses vasitəsilə tənzimləmək tələb edir. Prosesi asanlaşdırmaq üçün qrup bu hərəkətləri əvvəlcədən planlaşdıra bilən kompüter proqramı öyrətdi.

İndiyə qədər cihaz yalnız Yerin cazibə qüvvəsindən bir neçə min dəfə kiçik sürətlənmələri ölçə bilir. Hal-hazırda mövcud texnologiyalar daha çox şey edə bilər.

Lakin qrup öz mühəndisliyini təkmilləşdirməyə davam edir və növbəti illərdə kvant cihazının performansını dəfələrlə artırmağa ümid edir. Bununla belə, texnologiya atomların nə qədər faydalı ola biləcəyinin sübutudur.

“Biz bu araşdırmanın bütün mümkün nəticələrinə tam əmin deyilik, çünki bu, bir qapı açır” dedi Holland.

Daha çox məlumat: Catie LeDesma və digərləri, Optik qəfəsdə vektor atom akselerometriyası, Science Advances (2025). DOI: 10.1126/sciadv.adt7480

Jurnal məlumatı: Elmin inkişafı 

Boulderdəki Kolorado Universiteti tərəfindən təmin edilmişdir