Атомные часы как сверхчувствительный квантовый сенсор

Дата публикации: 21-02-2022 07:22:35

В разделе News&Views журнала Nature опубликована статья с комментариями российского физика на исследования научных коллективов Ботвелла и Чжана.
Ведущий научный сотрудник ФИАН Ксения Хабарова рассказывает о последних достижениях в области измерения гравитационного красного сдвига с помощью оптических часов.
 
Для проверки теории относительности когда-то требовались точные часы, разделенные тысячами километров. Сегодня оптические методы сделали такие измерения возможными в атомном кластере размером не более одного миллиметра.
 
Для измерения гравитационного замедления времени требуются сверхточные часы. Сейчас точность времени определяется атомными часами, которые отсчитывают время с помощью определения энергии перехода между двумя электронными состояниями в атоме.
Новаторское исследование, проведенное в 2010 году, показало, что сравнение двух атомных часов, разделенных по высоте, позволяет измерить гравитационный красный сдвиг в масштабе менее одного метра. Прогресс, о котором сообщили Чжан и соавторы, улучшает этот подход, а Ботвелл с коллегами даже доводят измерение до субмиллиметрового масштаба с помощью ансамбля ультрахолодных атомов стронция, обладающего рекордным временем когерентности.
В ФИАН ведутся разработки нового поколения оптических часов на атомах тулия.
«Мы ориентированы на транспортируемые оптические часы. Поскольку уже продемонстрировано, что гравитационный красный сдвиг можно измерять на расстояниях порядка 1 мм с помощью облака атомов, то наша цель – научиться применять транспортируемые оптические часы для релятивистской геодезии. Таким образом, можно будет перевозить часы с места на место, измерять градиент гравитационного потенциала на планете» - говорит Ксения Хабарова.
 
Точность современных оптических часов может соответствовать ошибке менее одной секунды за время существования Вселенной. Такая точность стала возможна благодаря тщательному контролю условий эксперимента, эффективно продлевающему время, в течение которого можно предсказать квантовое поведение атомного ансамбля, известное как время квантовой когерентности. Чем больше время когерентности, тем стабильнее и точнее часы.
«Сейчас мы живем в эпоху, когда возникла необходимость измерять малые величины. Мы уже научились определять местоположение человека с точностью меньше 1 метра с помощью спутников ГЛОНАСС и тех атомных часов, которые расположены на земле. Для того, чтобы просто ходить или ездить по дорогам этого достаточно. Дальше, увеличивать точность нужно и можно. На данный момент мы еще не дошли до того, чтобы запустить оптические часы на орбиту. Также хотелось бы научиться работать с оптическими часами не только в лабораторных, но и в полевых условиях. Это откроет возможности для релятивистской геодезии. Одно из практических применений транспортируемых оптических часов – поиск полостей в земле или мест с большим скоплением плотного материала, которыми могут быть полезные ископаемые. Для этого, в том числе, и нужны сверхчувствительные часы»
Ksenia Khabarova (2022). Atomic clouds stabilized to measure dilation of timehttps://www.nature.com/articles/d41586-022-00379-x

Основное содержимое страницы с новостью.

Схожие новости

#	Наименование новости	Тональность	Информативность	Дата публикации
1	Кубитный курьер: учёные решили главную проблему масштабирования квантовых процессоров на нейтральных атомах	5	7	02-07-2026
2	🔮🌌 Квантовые датчики научились "видеть" сквозь шум. И это изменит ...	7	8	07-07-2026
3	ТРИДЦАТЬ ВОСЕМЬ МИКРОСЕКУНД Каждый раз, когда телефон показывает вашу точку ...	0	5.55	25-07-2026
4	Во Вселенной завели новые швейцарские часы! Астрономы с помощью радиотелескопа ...	0	6.5	26-07-2026
5	Ученые создали квантовую вселенную, в которой время возникло само по себе	5	8	10-07-2026
6	🚀❄️ На МКС запустили самую холодную лабораторию во Вселенной Представьте ...	8	9	30-06-2026
7	Физики нашли способ отделить гравитационные волны от помех оборудования	5	7	22-06-2026
8	Квазары предпочитают моду семидесятых	3	7	08-06-2020
9	Molecular clock transitions tune out the noise in the hunt for new physics	0	7.09	23-07-2026
10	Crean un miniuniverso en laboratorio para medir el tiempo sin usar un reloj	0	6	15-06-2026

Классификация: Космос. Схожих патентов: 0. Схожих новостей: 10. Тональность: 0. Информативность: 7. Источник: fian-inform.ru.