Os cientistas acabaram de desenredar uma novidade forma de medir a passagem do tempo

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(CC0/PD) insspirito / pixabay

A introdução de átomos nos estados de Rydberg é um truque útil para os engenheiros, sobretudo quando se trata de conceber novos componentes para computadores quânticos.

Assinalar a passagem do tempo num mundo onde existem relógios é um pouco simples: resume-se à descrição dos segundos entre o “antes” e “depois”. No entanto, na graduação quântica dos electrões, o ‘antes’ nem sempre pode ser antecipado. Pior ainda, o ‘agora’ está inserido numa névoa de incerteza. Um cronómetro não vai simplesmente cortá-lo em alguns cenários.

Uma solução potencial poderia ser encontrada na própria forma do nevoeiro quântico em si, de pacto com uma equipa de investigadores da Universidade de Uppsala na Suécia. As suas experiências sobre a natureza ondulatória do estado de Rydberg revelaram uma novidade forma de medir o tempo que não requer um ponto de partida preciso.

Os átomos de Rydberg são balões sobre-inflados do mundo das partículas. Com lasers em vez de ar, estes átomos contêm electrões em estados de vigor extremamente elevada, orbitando longe do núcleo.

Na veras, nem todas as bombas de um laser precisam de insuflar um corpúsculo até atingir proporções caricatas. De facto, os lasers são rotineiramente utilizados para fazer cócegas nos electrões em estados de vigor mais elevados para uma variedade de utilizações.

Em algumas aplicações, um segundo laser pode ser utilizado para monitorizar as mudanças na posição dos electrões, incluindo a passagem do tempo. Estas técnicas de podem ser utilizadas para medir a velocidade de certos electrões ultra-rápidos, por exemplo.

A introdução de átomos nos estados de Rydberg é um truque útil para os engenheiros, sobretudo quando se trata de conceber novos componentes para computadores quânticos.

Neste contexto, os físicos acumularam uma quantidade significativa de informação sobre a forma porquê os electrões se movimentam quando empurrados para um estado de Rydberg.

Sendo animais quânticos, porém, os seus movimentos não se assemelham a contas a escorregar sobre um pequeno ábaco, e mais porquê uma noite na mesa da roleta, onde cada lançamento e salto da globo é espremido num único jogo de má sorte.

O livro de regras matemáticas por detrás deste jogo selvagem da roleta de electrões Rydberg é referido porquê um pacote de ondas Rydberg.

Tal porquê as ondas verdadeiras num lago, ter mais do que um pacote de ondas Rydberg a ondular num espaço cria interferências, resultando em padrões únicos de ondulações. Atira suficientes pacotes de ondas Rydberg para o mesmo tanque atómico, e esses padrões únicos representarão cada um o tempo ilustre que leva para que os pacotes de ondas evoluam de pacto uns com os outros.

Foram estas mesmas “impressões digitais” de tempo que os físicos por detrás deste último conjunto de experiências se propuseram a testar, mostrando que eram suficientemente consistentes e fiáveis para servirem porquê uma forma de chancela de tempo quântico.

A investigação envolveu a mensuração dos resultados de átomos de hélio estimulados por laser e a correspondência das suas descobertas com previsões teóricas para mostrar porquê os seus resultados de assinatura poderiam manter-se durante um período de tempo.

“Se estiver a utilizar um contador, tem de se definir zero. Começa-se a narrar a dada profundidade”, explicou a física Marta Berholts, da Universidade de Uppsala na Suécia, que liderou a equipa, à New Scientist. “O favor disto é que não tem de iniciar o relógio – basta olhar para a estrutura de interferência e manifestar ‘está muito, já passaram 4 nanossegundos’”.

Um livro guia de pacotes de ondas Rydberg em evolução poderia ser usado em combinação com outras formas de espectroscopia de sonda de petardo que medem eventos a uma graduação minúscula, quando de vez em quando são menos claros, ou simplesmente sobejo inconvenientes para medir.

É importante notar que nenhuma das impressões digitais requer um ‘antes’ e ‘agora’ para servir porquê ponto de partida e de paragem para o tempo. Seria porquê medir a corrida de um velocista incógnito contra uma série de concorrentes que correm a velocidades definidas.

Ao procurar a assinatura de estados de Rydberg interferentes no meio de uma exemplar de átomos de sonda de petardo, os técnicos poderiam observar um chancela temporal para eventos tão fugazes porquê somente 1,7 triliões de segundo.

As futuras experiências de relógio quântico poderiam substituir o hélio por outros átomos, ou mesmo usar o pulso laser de diferentes energias, para alargar o livro guia de carimbos de tempo para se adequar a uma gama mais ampla de condições.

  ZAP //

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