Đo Thời Gian Lượng Tử: Các Nhà Khoa Học Phát Triển Đồng Hồ Không Có Điểm Bắt Đầu Bằng Cách Sử Dụng Nguyên Tử Rydberg

Đo Thời Gian Lượng Tử: Một Chiếc Đồng Hồ Không Có 'Điểm Bắt Đầu'

Các nhà nghiên cứu tại Đại học Uppsala ở Thụy Điển đã phát triển một phương pháp mới để đo thời gian trong lĩnh vực lượng tử. Cách tiếp cận sáng tạo này, được công bố trên Physical Review Research năm 2022, loại bỏ nhu cầu về một điểm bắt đầu chính xác, khắc phục một hạn chế chính của đồng hồ truyền thống.

Kỹ thuật này sử dụng bản chất sóng của trạng thái Rydberg. Các nguyên tử Rydberg, có các electron được tăng cường lên mức năng lượng cao bằng laser, tạo ra các mẫu giao thoa độc đáo. Các mẫu này đóng vai trò là "dấu vân tay" thời gian, với mỗi mẫu đại diện cho thời gian trôi qua giữa các gói sóng tương tác.

Điều này cho phép đo các sự kiện ngắn tới 1,7 x 10

-12

giây mà không cần xác định điểm bắt đầu hoặc kết thúc. Theo nhà vật lý Marta Berholts từ Đại học Uppsala, ưu điểm của phương pháp này là bạn không cần phải khởi động đồng hồ; bạn chỉ cần quan sát cấu trúc giao thoa và xác định thời gian đã trôi qua.

Phương pháp đóng dấu thời gian lượng tử này có tiềm năng cách mạng hóa việc nghiên cứu các hiện tượng lượng tử siêu nhanh. Nó có thể được kết hợp với các kỹ thuật quang phổ khác để đo các sự kiện khó nắm bắt bằng các phương pháp truyền thống. Các thí nghiệm trong tương lai có thể mở rộng kỹ thuật này bằng cách sử dụng các loại nguyên tử khác nhau hoặc điều chỉnh năng lượng của xung laser, cho phép đo trên phạm vi thời gian rộng hơn và trong các điều kiện khác nhau.