“如果你使用秒表,首先需要定义一个起点,”物理学家玛尔塔·伯霍尔茨解释说。然而,瑞典的科学家们发现了一种突破性的方法,无需“起点”即可测量时间。这种创新方法由乌普萨拉大学于2022年开发,深入研究了量子物理领域,利用了“里德堡”原子。
里德堡原子被激光激发后变得巨大,电子的行为也变得不可预测。通过分析这些电子形成的波状结构,物理学家可以获得追踪时间的“指纹”。“泵浦-探测”技术包括用一个激光脉冲激发原子,然后用第二个脉冲监测其随时间的变化。
由此产生的波形为测量时间提供了固定的参考,使科学家能够通过观察波形来确定时间的流逝。“在这种技术中,你只需观察波形,就可以说,‘好的,已经过去了4纳秒’,”伯霍尔茨解释说。研究人员计划通过试验氦以外的不同原子和激光脉冲来进一步改进这种方法。