Ученые из Университета Уппсалы в Швеции разработали уникальный метод измерения времени, который не требует отправной точки. Для этого физики использовали свойства атомов в состояниях Ридберга для создания «квантовых отпечатков времени». Работа опубликована в журнале Physical Review Research.
Состояния Ридберга — это высокоэнергетические состояния атомов, при которых электроны удаляются на значительное расстояние от ядра. Такие атомы создаются с помощью лазеров и широко используются в квантовой инженерии. Когда несколько волн состояний Ридберга взаимодействуют, они создают уникальные интерференционные узоры, напоминающие отпечатки. Эти «квантовые отпечатки времени» фиксируют длительность событий, не требуя начала отсчета.
Физики использовали лазеры для возбуждения атомов гелия в состояния Ридберга и наблюдали их интерференционную картину, создающую отпечатки. Каждый отпечаток соответствовал определённому времени, например, «прошло 4 наносекунды».
«Это похоже на измерение скорости бегуна, когда его скорость сравнивают его с известными скоростями других участников и нет необходимости знать точное время старта», — сообщила одна из соавторов исследования Марта Берхольц.
Метод может применяться в измерении сверхкоротких временных интервалов, вплоть до 1,7 триллионных долей секунды. В будущем ученые планируют использовать другие элементы или лазеры с различной энергией, чтобы адаптировать метод к новым условиям и задачам. Это открытие особенно важно для изучения событий в квантовом масштабе, где традиционные способы отсчета времени не работают.
Ранее ученые засекли мощнейшие космические лучи, исходящие из близких к Земле мест.