ביתחֲדָשׁוֹתזמן מדידת 200 מיליארד פעמים מדויק

זמן מדידת 200 מיליארד פעמים מדויק

המחקר החדש שולט ברעש בתדר אטומי כדי להכפיל את הדיוק של שעונים אטומיים למשך זמן מדויק יותר.

ללא זמן מדויק, כל אלקטרוניקה בעולם לא תעבוד.זה שומר על זמן לניווט GPS, העברת נתונים באינטרנט, סחר במניות ורשתות תקשורת.שעונים אלה נקראים שעונים אטומיים;הם פועלים על ידי מדידת האופן בו אטומים באופן טבעי "תנודת תדר" בשיעורים קבועים ויציבים.

רוב השעונים האטומיים הנוכחיים משתמשים באטומי צזיום, המתנדנדים יותר מ -10 מיליארד פעמים בשנייה.לייזרים תואמים את הקרציות האטומיות הללו כדי לשמור על זמן מושלם.

אבל שעונים אטומיים אופטיים חדשים יותר משתמשים באטומים כמו ytterbium, המתקמנים הרבה יותר מהר, בערך 100 טריליון פעמים בשנייה.תנודה מהירה יותר פירושה שמירת זמן מדויקת יותר, אך שעונים אופטיים אלה מתמודדים עם בעיה הנקראת רעש קוונטי.רעש קוונטי מקשה על מדידת התנודות הזעירות של אטומים בבירור.

הגישה החדשה מכפילה את הדיוק של שעון אטומי אופטי, ומאפשרת לה להבחין פי שניים קרציות בשנייה בהשוואה לאותה מערך ללא השיטה החדשה.יתרה מזאת הם צופים כי דיוק השיטה צריך לגדול בהתמדה עם מספר האטומים בשעון אטומי.



מדעני MIT פיתחו כעת דרך להפחית את הרעש הזה ולהפוך את השעונים האופטיים ליציבים יותר.השיטה החדשה שלהם, הנקראת ספקטרוסקופיה של פאזה גלובלית, בוחנת כיצד אור מלייזר מתקשר עם אטומי ytterbium מסתבכים.כאשר האור פוגע באטומים אלה, הוא יוצר זיכרון קטן של האופן בו האור והאטומים מתקשרים, המכונים "שלב גלובלי".

מוקדם יותר, מדענים חשבו שההשפעה הזו לא משנה, אך צוות ה- MIT מצא שהוא למעשה נושא מידע על תדר הלייזר.

עם השעונים הללו, מדענים מנסים לאתר חומר אפל ואנרגיה אפלה, ולבדוק אם באמת יש רק ארבעה כוחות בסיסיים, ואפילו לבדוק אם השעונים הללו יכולים לחזות רעידות אדמה.

על ידי שימוש בהגברה קוונטית וטכניקת היפוך זמן, החוקרים הצליחו לחזק את אות פאזה זה.זה עוזר לשעון לזהות שינויים בתדר קטן יותר שבדרך כלל יאבדו ברעש.כתוצאה מכך, השיטה החדשה מכפילה את הדיוק של שעונים אטומיים אופטיים והופכת את הלייזרים שלהם ליציבים יותר.