Ingrid Fadelli , Phys.org

Gaby Clark tərəfindən redaktə edilmiş , Robert Eqan tərəfindən nəzərdən keçirilmişdir

 Redaktorların qeydləriJILA-da stronsium optik qəfəsli saatın fotoşəkili. Kredit: Kyungtae Kim.

Optik qəfəsli saatlar, optik qəfəsdə (yəni, lazer işığı şəbəkəsi) sıxışdırılmış on minlərlə ultrasoyuq atoma əsaslanan yeni vaxt ölçmə cihazlarıdır. Müəyyən bir tezlikdə iki fərqli kvant vəziyyəti arasında salınaraq, bu atomlar vaxtı mövcud saatlara nisbətən daha yüksək dəqiqliklə ölçməyə kömək edə bilərdi ki, bu da müxtəlif fundamental fiziki proseslərin və sistemlərin öyrənilməsi üçün çox faydalı olardı.

JILA, Milli Standartlar və Texnologiya İnstitutu və Çikaqo Universitetinin tədqiqatçıları bu yaxınlarda stronsium atomlarına əsaslanan optik qəfəsli saat hazırlayıblar ki, bu da vaxtı diqqətəlayiq dəqiqlik və dəqiqliklə saxlayır. Physical Review Letters jurnalında dərc olunan məqalədə təqdim edilən yeni stronsium optik saatı fundamental fizika sabitlərində variasiyaları və xüsusi fiziki hadisələrin vaxtını sınamağa yönəlmiş tədqiqatlar üçün yeni imkanlar aça bilər.

Phys.org-a məqalənin ilk müəllifi Kyungtae Kim, “Biz optik şəbəkəli saatın performansını artırdıq” dedi. “2019-cu ildən 2021-ci ilə qədər aparılan əsaslı təkmilləşdirmə sayəsində biz rekord diferensial tezlik ölçmə qabiliyyətini nümayiş etdirdik, 1 mm miqyasdan aşağı qravitasiya qırmızı yerdəyişmə həllinə nail olduq , həmçinin tezlik standartı kimi rekord dəqiqliyə (bu iyula qədər) çatdıq. Performansı daha da artırmaq üçün cari sistemin təfərrüatlarını anlamaq və modelləşdirmək lazımdır. Bu cari işin təsvirini təqdim edir.”

Optik qəfəsli saatların performansı çox dərəcədə onların altında yatan atomların koherensliyindən asılıdır, həmçinin atomik koherens kimi tanınır. Bu, əslində atomların səs-küydən narahat olmadan öz kvant salınımlarını saxlaya bildiyi vaxtdır.

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=308666314&pi=t.ma~as.8188791252&w=750&fwrn=4&fwrnh=0&lmt=1759823932&rafmt=1&armr=3&format=750×280&url=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fnews%2F2025-10-strontium-optical-lattice-clock-high.html&fwr=0&rpe=1&resp_fmts=3&wgl=1&aieuf=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTkuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTQwLjAuNzMzOS4xMjgiLG51bGwsMCxudWxsLCI2NCIsW1siQ2hyb21pdW0iLCIxNDAuMC43MzM5LjEyOCJdLFsiTm90PUE_QnJhbmQiLCIyNC4wLjAuMCJdLFsiR29vZ2xlIENocm9tZSIsIjE0MC4wLjczMzkuMTI4Il1dLDBd&abgtt=6&dt=1759823932727&bpp=1&bdt=87&idt=40&shv=r20251006&mjsv=m202510020101&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3Df22668bce9793ae4%3AT%3D1735196613%3ART%3D1759823844%3AS%3DALNI_Mb4Xpwl1SO1AcvqroR6xccDm_sheQ&gpic=UID%3D00000f7c5320f40b%3AT%3D1735196613%3ART%3D1759823844%3AS%3DALNI_Mb1dz_DHiT2yDzXLMaB9CDkQl4XGg&eo_id_str=ID%3D1241933dda87baba%3AT%3D1750839581%3ART%3D1759823844%3AS%3DAA-AfjZwPuiSAour3k16ZA1JtXua&prev_fmts=0x0&nras=1&correlator=6320480159644&frm=20&pv=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=4&u_h=1080&u_w=1920&u_ah=1032&u_aw=1920&u_cd=24&u_sd=1&dmc=8&adx=448&ady=1942&biw=1905&bih=945&scr_x=0&scr_y=0&eid=31095047%2C31095050%2C31095054%2C31095055%2C31095080%2C31095082%2C95370627%2C95372358%2C95372729%2C95344789&oid=2&pvsid=8443925081568393&tmod=346116123&uas=0&nvt=1&ref=https%3A%2F%2Fphys.org%2F&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1920%2C0%2C1920%2C1032%2C1920%2C945&vis=1&rsz=%7C%7CpeEbr%7C&abl=CS&pfx=0&fu=128&bc=31&plas=164x742_l%7C164x742_r&bz=1&td=1&tdf=2&psd=W251bGwsbnVsbCxudWxsLDNd&nt=1&ifi=2&uci=a!2&btvi=1&fsb=1&dtd=210

Kim və onun həmkarlarının son işlərinin əsas məqsədi optik qəfəsli saatların atomik ahəngdarlığını məhdudlaşdıran mexanizmləri və fiziki prosesləri müəyyən etmək idi. Bu, öz növbəsində, onların saatlarının atomik uyğunluğunu və sabitliyini yaxşılaşdırmağa imkan verəcəkdir.

“Tezlik ölçmə sabitliyini yaxşılaşdırmaq üçün bir çox atomun kvant proyeksiya səs-küyünü azaltmasını istəyirik (sikkə atma zamanı statistik qeyri-müəyyənliyi azaltmağa bənzər),” Kim izah etdi.

“Atomların sayının artırılması, eyni zamanda, toqquşma tezliyi yerdəyişmələrini və faza diffuziyasını gücləndirir ki, bu da öz növbəsində koherens vaxtını və dəqiqliyini məhdudlaşdırır. Saatımızın əsas dizayn xüsusiyyəti onun atom sıxlığını azaldan optik boşluqla əldə edilən böyük tutma həcmidir.”Saat sabitliyinə atom töhfəsinin qiymətləndirilməsi. Kredit: Kyungtae Kim et al

Kim və onun həmkarları optik qəfəsləri öz saatlarında cazibə istiqaməti üzrə hizaladılar, çünki bu, əyilmiş şəbəkə potensialını (yəni, tutma yerlərinin əyilmiş “pilləkəni”) yaratdı. Wannier-Stark lokalizasiyası kimi tanınan təsirə görə, bu əyilmiş qəfəs potensialı, hətta daha dayaz tutma yerlərində sıxışdıqda belə atomların hərəkətini çətinləşdirir. Bu dayaz dərinlikli qəfəsli saat ənənəvi qəfəsli saatın təxminən beşdə biri ilə onda biri qədər optik tutma potensialından istifadə edir.

Tədqiqatçılar daha sonra optik qəfəsdə sıxışdırılmış müxtəlif sayda atomların nə qədər sinxron qaldığını (yəni, onların uyğunluq müddəti) və onların “saat vəziyyətindən” nə qədər tez çıxdığını (yəni, onların populyasiyasının tənəzzül dərəcələri) araşdırmaq üçün yola çıxdılar. Bunu etmək üçün onlar fiziki sistemlərin işığa necə reaksiya verdiyini öyrənmək və mikroskopik xəritədə onların əsas konfiqurasiyasını və ya məkan xüsusiyyətlərini tutmaq üçün istifadə edilə bilən təsvir spektroskopiyası kimi tanınan bir texnikadan istifadə etdilər.

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 .

“Eyni qəfəs sahəsindəki atomlar eyni fermionlar kimi davranır və yalnız p-dalğası ilə qarşılıqlı əlaqə qurur” dedi Kim. “Bununla belə, atomlar hələ də iki mənbədən s-dalğalı toqquşmalar vasitəsilə qarşılıqlı əlaqədə ola bilər: fərqli saytlar arasındakı qarşılıqlı təsir, çünki fərqli saytlardakı atomlar fərqli lazer fazalarını yaşayır; və qəfəs fotonları atomları digər nüvə spin vəziyyətlərinə səpələdikdə yaranan izləyici atomlarla qarşılıqlı əlaqə.”

Bu tədqiqatçılar qrupu tərəfindən hazırlanmış stronsium optik qəfəsli saatın 118(9) saniyəlik rekord yüksək atomik koherens vaxtına (T₂*) və 1 saniyədə 1,5× ^10-18 atom qeyri-sabitliyinə nail olduğu aşkar edilmişdir. Bu vaxt saxlama sistemi gələcək fundamental fizika tədqiqatlarını aparmaq üçün istifadə oluna bilər, eyni zamanda digər yüksək dəqiqlikli və sabit optik qəfəsli saatların reallaşdırılmasını potensial olaraq məlumatlandıra bilər.

“Biz həmçinin performansı məhdudlaşdıran atom qarşılıqlı təsirlərini müəyyən etdik” dedi Kim. “Dayaz qəfəs dərinliklərində sahələrarası s-dalğası qarşılıqlı təsir üstünlük təşkil edir, dərin qəfəs dərinliklərində isə şəbəkə fotonlarının səpilməsi ilə yaradılan izləyici atomları ilə s-dalğası qarşılıqlı əlaqəsi əsas məhdudiyyətə çevrilir. Bu fərqli rejimlərin tanınması dəqiq olaraq hansı mexanizmlərin daha da genişləndirilməsinin lazım olduğunu aydınlaşdırır.”

Kim və onun həmkarları öz məqalələrində optik qəfəsli saatların uyğunluq vaxtını məhdudlaşdıra bilən fiziki prosesləri də aşkar etdilər, bunlardan biri də bitişik qəfəs saytları arasında qarşılıqlı əlaqədir. Onlar indi bu təsirləri yatıra bilən və beləliklə, yüksək atom sıxlığı olan saatlarda daha uzun ardıcıllıq vaxtlarını təmin edə biləcək bir strategiya hazırlayırlar.

“Daha da əhəmiyyətlisi, biz indi eyni eksperimental platformada atom interferometriyasını (qravimetriya üçün) atom saatları ilə (qırmızı yerdəyişmə ölçmələri üçün) birləşdirmək perspektivindən həyəcanlanırıq” dedi Kim. “Burada nümayiş etdirilən üsullar artıq bu istiqamətdə tətbiq edilib və gələcək inkişaflar üçün dəyərli təlimatlar verir”.

Müəllifimiz İnqrid Fadelli tərəfindən sizin üçün yazılmış , Gaby Clark 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: Kyungtae Kim və digərləri, Wannier-Stark qəfəs saatında 2 dəqiqəlik atom koherensiyası və 1 s-də 1,5×10 ^{-18 qeyri-sabitliyi.} Fiziki İcmal Məktubları (2025). DOI: 10.1103/3wtv-sty2 . arXiv- də : DOI: 10.48550/arxiv.2505.06444

Jurnal məlumatı: Fiziki İcmal məktubları , arXiv  

© 2025 Science X Network