量子時間測定：科学者たちがリドベルグ原子を用いて始点のない時計を開発

量子時間測定：「始まり」のない時計

スウェーデのウプサラ大学の研究者たちは、量子領域で時間を測定するための新しい方法を開発しました。この革新的なアプローチは、2022年にPhysical Review Researchに掲載され、正確な始点の必要性を排除し、従来の時計の主要な制限を克服しています。

この技術は、リドベルグ状態の波動性状を利用しています。レーザーによって高いエネルギーレベルに引き上げられた電子を持つリドベルグ原子は、独特の干渉パターンを作り出します。これらのパターンは時間的な「指紋」として機能し、各パターンは相互作用する波動パケット間で経過した時間を表します。

これにより、明確な始まりや終わりを必要とせずに、1.7 x 10

-12

秒という短いイベントを測定することができます。ウプサラ大学の物理学者マルタ・ベルホルツ氏によると、この方法の利点は、時計を開始する必要がないことです。干渉構造を観察するだけで、どれだけの時間が経過したかを判断できます。

この量子タイムスタンプ法は、超高速量子現象の研究に革命をもたらす可能性を秘めています。他の分光法と組み合わせることで、従来の方法では捉えにくい現象を測定することができます。将来の実験では、異なる種類の原子を使用したり、レーザーパルスのエネルギーを調整したりすることで、この技術を拡張し、より広い時間範囲やさまざまな条件下での測定を可能にすることができます。