| cyqdesign |
2020-12-17 16:05 |
麻省理工設(shè)計出更精準(zhǔn)的量子糾纏原子鐘
原子鐘是我們今天所擁有的最準(zhǔn)確的計時工具，最精準(zhǔn)的原子鐘150億年的誤差不超過一秒。但總是有改進的空間，麻省理工學(xué)院（MIT）的研究人員現(xiàn)在已經(jīng)用一種新的量子糾纏原子鐘證明了這一點。 b"P&+ c
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原子以如此精確可靠的模式振動，以至于你可以根據(jù)它們來設(shè)置手表--這正是原子鐘的作用。這些時計使用激光來測量這些振蕩，得出的時間精確到足以制定國家和國際標(biāo)準(zhǔn)。例如，銫133的共振頻率為9,192,631,770Hz,而且非常穩(wěn)定，自1968年以來，這種模式已正式定義了秒。 bm6hZA |
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現(xiàn)在，麻省理工學(xué)院的一個物理學(xué)家團隊設(shè)計出了一種新型的原子鐘，它可以進一步推動精度的極限。理想情況下，跟蹤單個原子的振動應(yīng)該能最精確地保持時間，但不幸的是，隨機的量子波動會使測量結(jié)果混亂。這就是所謂的標(biāo)準(zhǔn)量子極限。 _ _ =s'
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因此，量子鐘通常會追蹤一種由數(shù)千個相同類型的原子組成的氣體--傳統(tǒng)上是銫，盡管近年來鐿正在成為新的領(lǐng)跑者。這些原子幾乎被冷卻到絕對零度，然后用激光器固定在原地，同時另一個激光器測量它們的振蕩。通過取許多原子的平均值，可以得出更準(zhǔn)確的答案。 ^^
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不幸的是，標(biāo)準(zhǔn)量子極限的影響可能會減少，但不能完全消除。麻省理工學(xué)院團隊的新原子鐘進一步降低了影響，這要歸功于量子糾纏。這聽起來不可能，但在某些情況下，原子可以變得如此糾纏，以至于測量其中一個原子的狀態(tài)可以瞬間改變其伴侶的狀態(tài)--無論它們相隔多遠。這就是所謂的量子糾纏，新的時鐘利用這種現(xiàn)象實現(xiàn)了更高精度的計時。 LJ
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研究人員從大約350個鐿-171原子開始，這種原子的振蕩速度甚至比銫還要快。這些原子被困在兩個鏡子之間的光腔中，然后用激光照射到光腔中，使原子發(fā)生量子糾纏。 2+&R" #I
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“這就像光作為原子之間的溝通紐帶，”該研究的共同作者Chi Shu說�！暗谝粋�原子看到這道光，會稍微修改一下光，這道光也會修改第二個原子，第三個原子，通過許多循環(huán)，原子們共同認識對方，并開始表現(xiàn)得相似�！� :}y| 4*z
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