Rewolucyjny sposób pomiaru czasu bez punktu początkowego

Naukowcy z Uniwersytetu w Uppsali w Szwecji dokonali przełomowego odkrycia w dziedzinie pomiaru czasu. Opracowali oni unikalną metodę, która nie wymaga określenia punktu początkowego, a zamiast tego wykorzystuje unikalne wzorce interferencji atomów w stanach Rydberga.

Stany Rydberga to wysokoenergetyczne stany atomów, w których elektrony przemieszczają się na znaczną odległość od jądra. Takie atomy powstają za pomocą laserów i są szeroko stosowane w inżynierii kwantowej. Kiedy wiele fal stanów Rydberga oddziałuje na siebie, tworzą one unikalne wzorce interferencji przypominające odciski palców. Te „odciski palców czasu kwantowego" rejestrują czas trwania zdarzeń bez konieczności podawania punktu początkowego.

Fizycy wykorzystali lasery do wzbudzenia atomów helu do stanów Rydberga i zaobserwowali ich wzorce interferencji, tworząc odciski palców. Każdy odcisk palca odpowiadał określonemu czasowi, na przykład „minęły 4 nanosekundy". Jest to podobne do pomiaru prędkości biegacza, podczas którego porównuje się jego prędkość ze znanymi prędkościami innych biegaczy i nie trzeba znać dokładnego czasu rozpoczęcia.

Metoda ta pozwala na pomiar bardzo krótkich odstępów czasu, sięgających 1,7 bilionowej części sekundy. W przyszłości naukowcy planują wykorzystanie innych pierwiastków lub laserów o różnych energiach, aby dostosować metodę do nowych warunków i zadań. Odkrycie to jest szczególnie ważne przy badaniu zdarzeń w skali kwantowej, gdzie tradycyjne sposoby pomiaru czasu nie sprawdzają się.

„Jest to przełomowe odkrycie, które może mieć ogromne znaczenie dla wielu dziedzin nauki i technologii" – powiedziała Martha Berholz, jedna ze współautorek badania. „Możliwość pomiaru czasu bez konieczności określania punktu początkowego otwiera nowe możliwości w obszarach, takich jak fizyka kwantowa, inżynieria kwantowa czy precyzyjna metrologia".

Naukowcy z Uniwersytetu w Uppsali opublikowali swoje odkrycie w czasopiśmie Physical Review Research, co podkreśla wagę i innowacyjność ich pracy. Oczekuje się, że ta nowa metoda pomiaru czasu będzie miała szerokie zastosowanie w przyszłości, przyczyniając się do rozwoju wielu dziedzin nauki i technologii.