การกำหนดเวลาในโลกของเราในการฟ้องนาฬิกาและลูกตุ้มแบบสั่นเป็นกรณีง่าย ๆ ในการนับวินาทีระหว่าง 'จากนั้น' และ 'ตอนนี้'
อย่างไรก็ตามในระดับควอนตัมของอิเล็กตรอนที่คึกคักอย่างไรก็ตาม 'จากนั้น' ไม่สามารถคาดการณ์ได้เสมอไป ยิ่งไปกว่านั้น 'ตอนนี้' มักจะเบลอเป็นหมอกควันของความคลุมเครือ นาฬิกาจับเวลาจะไม่ทำงานสำหรับบางสถานการณ์
โซลูชันที่มีศักยภาพสามารถพบได้ในรูปทรงของควอนตัมหมอกควอนตัมเองตามการศึกษาของนักวิจัยจากมหาวิทยาลัย Uppsala ในสวีเดนในปีพ. ศ. 2565
การทดลองของพวกเขาเกี่ยวกับลักษณะของคลื่นของสิ่งที่เรียกว่ารัฐ Rydberg เปิดเผยวิธีใหม่ในการวัดเวลาที่ไม่ต้องใช้จุดเริ่มต้นที่แม่นยำ
อะตอม Rydbergเป็นลูกโป่งที่พองตัวของอาณาจักรอนุภาค พองตัวด้วยเลเซอร์แทนที่จะเป็นอากาศอะตอมเหล่านี้มีอิเล็กตรอนในสถานะพลังงานสูงมากโดยโคจรอยู่ไกลจากนิวเคลียส
แน่นอนว่าไม่ใช่ทุกปั๊มของเลเซอร์ที่จำเป็นต้องพัฟอะตอมถึงสัดส่วนการ์ตูน ในความเป็นจริงเลเซอร์จะถูกใช้เป็นประจำในการกระตุ้นอิเล็กตรอนเข้าสู่สถานะพลังงานที่สูงขึ้นสำหรับการใช้งานที่หลากหลาย
ในบางแอพพลิเคชั่นเลเซอร์ตัวที่สองสามารถใช้ในการตรวจสอบการเปลี่ยนแปลงในตำแหน่งของอิเล็กตรอนรวมถึงเวลาผ่านไป เหล่านี้ 'เครื่องสูบน้ำ'เทคนิคสามารถใช้ในการวัดความเร็วของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่มีความเร็วสูงบางอย่างเช่น
การกระตุ้นให้เกิดอะตอมในรัฐ Rydberg คือไม่น้อยเมื่อพูดถึงการออกแบบสำหรับ- ไม่จำเป็นต้องพูดนักฟิสิกส์ได้รวบรวมข้อมูลจำนวนมากเกี่ยวกับวิธีที่อิเล็กตรอนเคลื่อนที่เมื่อถูกผลักเข้าสู่สถานะ Rydberg
แม้ว่าการเป็นสัตว์ควอนตัมการเคลื่อนไหวของพวกเขาจะน้อยลงเหมือนลูกปัดที่เลื่อนไปมาบน abacus เล็ก ๆ และเหมือนตอนเย็นที่โต๊ะรูเล็ตที่ทุกม้วนและกระโดดของลูกบอลถูกบีบลงในเกมเดียวที่มีโอกาส
หนังสือกฎคณิตศาสตร์ที่อยู่เบื้องหลังเกม Rydberg Electron Roulette นี้เรียกว่าแพ็คเก็ตคลื่น Rydberg
เช่นเดียวกับคลื่นที่เกิดขึ้นจริงการมีแพ็คเก็ตคลื่น Rydberg มากกว่าหนึ่งครั้งในพื้นที่สร้างสัญญาณรบกวนส่งผลให้รูปแบบที่ไม่ซ้ำกันของระลอกคลื่น
โยนแพ็คเก็ตคลื่น Rydberg เพียงพอลงในบ่ออะตอมเดียวกันและรูปแบบที่ไม่ซ้ำกันเหล่านั้นแต่ละอันจะเป็นตัวแทนของเวลาที่แตกต่างกันสำหรับแพ็คเก็ตคลื่นเพื่อพัฒนาตามกัน
มันเป็น 'ลายนิ้วมือ' ของเวลาที่นักฟิสิกส์ที่อยู่เบื้องหลังการทดลองชุดนี้กำหนดไว้เพื่อทดสอบแสดงให้เห็นว่าพวกเขามีความสอดคล้องและเชื่อถือได้เพียงพอที่จะทำหน้าที่เป็นรูปแบบของการจับเวลาควอนตัม
การวิจัยของพวกเขาเกี่ยวข้องกับการวัดผลลัพธ์ของอะตอมฮีเลียมที่น่าตื่นเต้นและจับคู่การค้นพบของพวกเขากับการทำนายเชิงทฤษฎีเพื่อแสดงว่าผลลัพธ์ลายเซ็นของพวกเขาสามารถยืนได้อย่างไรในช่วงเวลาหนึ่ง
"หากคุณใช้เคาน์เตอร์คุณต้องกำหนดศูนย์คุณเริ่มนับในบางจุด" นักฟิสิกส์ Marta Berholts จาก University of Uppsala ในสวีเดนซึ่งเป็นผู้นำทีมนักวิทยาศาสตร์ใหม่ในปี 2022
"ประโยชน์ของสิ่งนี้คือคุณไม่ต้องเริ่มนาฬิกา - คุณแค่ดูโครงสร้างการรบกวนและพูดว่า 'โอเคมันเป็น 4 นาโนวินาที'
คู่มือของแพ็คเก็ตคลื่น Rydberg ที่พัฒนาขึ้นสามารถใช้ร่วมกับสเปกโทรสโกปีของปั๊มรูปแบบอื่น ๆ ที่วัดเหตุการณ์ในระดับเล็ก ๆ เมื่อตอนนี้มีความชัดเจนน้อยกว่าหรือไม่สะดวกเกินกว่าที่จะวัดได้
ที่สำคัญไม่มีลายนิ้วมือใด ๆ ที่ต้องการและตอนนี้เพื่อทำหน้าที่เป็นจุดเริ่มต้นและจุดหยุดสำหรับเวลา มันเป็นเหมือนการวัดการแข่งขันของนักวิ่งแข่งที่ไม่รู้จักกับคู่แข่งจำนวนมากที่ทำงานด้วยความเร็วที่กำหนด
โดยการมองหาลายเซ็นของการแทรกแซงของ Rydberg ท่ามกลางตัวอย่างของอะตอมของปั๊ม probe ช่างเทคนิคสามารถสังเกตการประทับเวลาสำหรับเหตุการณ์ที่หายวับไปเพียง 1.7 ล้านล้านวินาที
การทดลองดูควอนตัมในอนาคตสามารถแทนที่ฮีเลียมด้วยอะตอมอื่น ๆ หรือแม้กระทั่งใช้พัลส์เลเซอร์ที่มีพลังงานต่างกันเพื่อขยายหนังสือคู่มือของการประทับเวลาเพื่อให้เหมาะกับเงื่อนไขที่กว้างขึ้น
งานวิจัยนี้ตีพิมพ์ในการวิจัยทบทวนทางกายภาพ-
เวอร์ชันก่อนหน้าของบทความนี้ได้รับการตีพิมพ์ในเดือนตุลาคม 2565
