Физики смогли создать пару атомных часов, связанных квантовой запутанностью
Ученые создали пару атомных оптических часов, связанных квантовой запутанностью. Статья об этом опубликована в Nature.
Атомные часы отсчитывают время на основе резонансной частоты атомов. По международным стандартам, одна секунда равна 9 192 631 770 периодам электромагнитного излучения, возникающего при переходе между двумя сверхтонкими уровнями основного состояния атома цезия-133. Излучение испускается при переходе электронов в атомах с одного энергетического уровня на другой, что происходит через равные промежутки времени.
В XXI веке точность атомных часов значительно возросла, и сравнивать их значения стало трудно из-за погрешности измерений. Поэтому физики Оксфордского университета предложили связать атомы, лежащие в их основе, с помощью квантовой запутанности. В состоянии квантовой запутанности изменение состояния одного элемента вызывает изменение и другого, и эта связь работает на любом расстоянии.
В новом эксперименте команда использовала не одни, а двое атомных часов, каждый из которых был сделан из одного иона стронция, расположенных на расстоянии двух метров друг от друга. С помощью лазера они возбудили ионы стронция так, что они излучали синий свет. Затем он был направлен по оптическому волокну в анализатор состояний Белла — состояний максимальной квантовой запутанности двух частиц, так что два иона были запутанными через фотонную связь. В результате измерение состояния одних часов сразу давало доступ к измерению других. В результате погрешность сравнения упала до 7%, по сравнению с 28% в экспериментах без запутанности.
Если эксперимент удастся повторить с разнесением часов на многие сотни километров, это позволит измерять время с беспрецедентной точностью. В свою очередь, это даст изучать фундаментальные свойства-пространства времени и гравитационные волны: если часы на разных концах Земли слегка разойдутся, весьма вероятно, в этом будет виновата гравитационная волна.
Ранее астрономы открыли землеподобную планету в обитаемой зоне в 100 световых годах от Земли.
