好意思国科罗拉多大学博尔德分校和好意思国国度范例与时期研究院的量子物理学家们,哄骗量子纠缠在原子和电子范例上再现了一个充满不同滴答声“房间”的场景。这一确立可能为确立新式光学原子钟铺平说念路。运筹帷幄研究遣散9日发表在《当然》杂志上。
光学原子钟通过监测原子里面固有的“滴答”频率来极其精准地跟踪时代。尽管这些时钟如故达到了极高的精度,但它们仍受到量子力学中固有不笃定性的步履,这似乎给时钟的精度设定了一个无法高出的上限。可是,量子纠缠闲逸大概能够提供一种粉碎这种步履的新路线。
当两个粒子处于纠缠情景时,对一个粒子的测量会转眼影响另一个粒子的情景,即便两者相隔很远亦然如斯。在骨子应用中,这意味着在光学原子钟中,被纠缠的原子不会像寂然个体那样活动不行料到,而是阐发得如兼并个更大的单一实体,使得它们的活动更可预念念。
这次研究团队通过推进锶原子,使其电子插足隔离原子核的高能级轨说念,从而终明晰量子纠缠。在这种情景下,电子云变得十分扩散,就像蓬松的棉花糖。若是让几个这么的原子富足接近,它们之间的电子就会产生利弊的相互作用,造成纠缠态。研究东说念主员尝试构建了包含单个原子以及由两个、四个和八个原子构成的纠缠群体的时钟模子。
践诺遣散显现,在特定要求下,基于纠缠原子的时钟阐发出的不笃定性,权贵低于传统光学原子钟,这意味着不错在更短的时代内达到换取的精度水平。更首要的是,这些新式时钟以致有望超越所谓的“范例量子极限”,而这瑕瑜纠缠系统表面上能达到的最好精度极限。
这项研究不仅展示了量子时期何如提高计时精度,还为异日探索天地基人性质提供了新器具。(记者张佳欣)