Zamanı ölçmenin yolu bulundu!

İsveç'teki Uppsala Üniversitesi'nden araştırmacıların 2022 yılında yaptığı bir çalışmaya göre, kuantum sisinin kendi şeklinde potansiyel bir çözüm bulunabilir.

Rydberg durumu adı verilen bir şeyin dalga benzeri doğası üzerine yaptıkları deneyler, zamanı ölçmek için kesin bir başlangıç noktası gerektirmeyen yeni bir yol ortaya çıkardı.

Rydberg atomları parçacık krallığının aşırı şişirilmiş balonlarıdır. Hava yerine lazerlerle şişirilen bu atomlar, çekirdekten uzakta yörüngede dönen son derece yüksek enerji durumlarında elektronlar içerir.

Fizikist'in haberine göre, elbette her lazer pompalamasının bir atomu karikatürize boyutlarda şişirmesi gerekmez. Aslında, lazerler çeşitli kullanımlar için elektronları daha yüksek enerji durumlarına geçirmek için rutin olarak kullanılır.

Bazı uygulamalarda, zamanın geçişi de dahil olmak üzere elektronun konumundaki değişiklikleri izlemek için ikinci bir lazer kullanılabilir. Bu 'pompa-prob' teknikleri, örneğin bazı ultra hızlı elektroniklerin hızını ölçmek için kullanılabilir.

Atomları Rydberg durumuna getirmek mühendisler için de kullanışlı bir hiledir, özellikle de kuantum bilgisayarlar için yeni bileşenler tasarlamak söz konusu olduğunda. Söylemeye gerek yok, fizikçiler elektronların bir Rydberg durumuna itildiklerinde nasıl hareket ettikleri hakkında önemli miktarda bilgi topladılar.

Kuantum canlıları olarak, hareketleri küçük bir abaküs üzerinde kayan boncuklar gibi değil de, topun her yuvarlanışının ve zıplayışının tek bir şans oyununa sıkıştırıldığı rulet masasında bir akşam gibi.

Rydberg elektron ruletinin bu vahşi oyununun arkasındaki matematiksel kural kitabı Rydberg dalga paketi olarak adlandırılır.

Tıpkı gerçek dalgalarda olduğu gibi, bir boşlukta birden fazla Rydberg dalga paketinin dalgalanması girişim yaratır ve benzersiz dalgalanma desenleriyle sonuçlanır.

Aynı atomik havuza yeterince Rydberg dalga paketi attığınızda, bu benzersiz desenlerin her biri dalga paketlerinin birbirlerine uygun olarak evrimleşmesi için gereken farklı zamanı temsil edecektir.

Bu deney setinin arkasındaki fizikçiler, zamanın bu 'parmak izlerini' test etmek için yola çıktılar ve bunların bir tür kuantum zaman damgası olarak hizmet edebilecek kadar tutarlı ve güvenilir olduklarını gösterdiler.

Araştırmaları, lazerle uyarılan helyum atomlarının sonuçlarını ölçmeyi ve bulgularını teorik tahminlerle eşleştirerek imza sonuçlarının bir süre için nasıl geçerli olabileceğini göstermeyi içeriyordu.

"Eğer bir sayaç kullanıyorsanız, sıfırı tanımlamak zorundasınız. Bir noktada saymaya başlarsınız," diyor ekibi yöneten İsveç Uppsala Üniversitesi'nden fizikçi Marta Berholts, 2022'de New Scientist'e yaptığı açıklamada.

"Bunun faydası, saati başlatmak zorunda olmamanızdır - sadece girişim yapısına bakar ve 'tamam, 4 nanosaniye oldu' dersiniz."

Gelişen Rydberg dalga paketlerinin bir rehberi, şimdi ve sonra daha az net olduğunda veya ölçmek için çok uygun olmadığında, olayları küçük bir ölçekte ölçen diğer pompa probu spektroskopisi biçimleriyle birlikte kullanılabilir.

Daha da önemlisi, parmak izlerinin hiçbiri zaman için bir başlangıç ve durma noktası olarak hizmet edecek bir şimdi ve sonra gerektirmez. Bu, bilinmeyen bir sprinterin yarışını, belirli hızlarda koşan bir dizi rakibe karşı ölçmek gibi bir şey olurdu.

Teknisyenler, bir pompa-prob atomları örneği arasında karışan Rydberg durumlarının imzasını arayarak, saniyenin sadece 1,7 trilyonda biri kadar kısa süren olaylar için bir zaman damgası gözlemleyebilirler.

Gelecekte yapılacak kuantum saat deneylerinde helyum yerine başka atomlar kullanılabilir, hatta farklı enerjilerde lazer darbeleri kullanılarak zaman damgası rehberi daha geniş bir koşul yelpazesine uygun hale getirilebilir.

Kaynak: BURSADA BUGÜN

Teknoloji, 2025.04.23 17:28