Como podemos usar as propriedades estranhas das partículas quânticas para fazer a medição mais precisa? Esta questão está no centro do Departamento de Pesquisa de Quantum Matricjee. Um exemplo de relógio nuclear, que usa as propriedades quânticas dos átomos com mais precisão do que possível com os relógios convencionais.
No entanto, as leis básicas da física quântica sempre incluem uma certa quantidade de incerteza. Algumas aleatórias ou uma certa quantidade de ruído estatístico devem ser aceitas. Isso cria limites básicos para a precisão que podem ser alcançados. Até agora, parecia ser uma lei imutável, e um relógio requer pelo menos duas vezes mais energia. Mas agora, um grupo de pesquisadores da Universidade de Salmers Technology, Suécia e Universidade de Malta provou que truques especiais podem ser usados para aumentar a precisão. O ponto importante usa duas medidas de tempo diferentes – como como um relógio é uma mão de segunda mão e um minuto.
O que é um relógio?
“Analisamos em princípio e que os relógios são teoricamente possíveis”, diz o professor Marcus Huber, da Nuclear Nuclear Company. “Cada relógio precisa de dois componentes: primeiro, um gerador básico de tempo, como um pêndulo ou um balanço quântico em um relógio de balanço. E segundo, um contador – quantas unidades de tempo definidas pelo gerador de base do tempo já passaram”.
O gerador básico de tempo sempre pode retornar à mesma posição. Após um balanço completo, o pêndulo de um balanço está localizado no primeiro. Após um certo número de balanços, o átomo de césio em um relógio nuclear retorna à mesma posição de antes. O contador, por outro lado, deve alternar – caso contrário, o relógio é inútil.
“Isso significa que todo relógio deve ser combinado com um processo que não pode ser alterado”, diz Florian Mier, natural de quinta -feira. “Na linguagem da dinâmica térmica, isso significa que todo relógio aumenta a entrofia no universo; caso contrário, não é um relógio”. O pêndulo de um relógio de pêndulo cria um pouco de calor e desordem entre as moléculas de ar ao seu redor, e cada feixe de laser que lê a posição de um relógio nuclear cria calor, radiação e entrofia.
“Agora podemos considerar quanta entrada para criar um relógio fictício que é o mais alto relógio fictício – de acordo, quanta energia precisa para o relógio”, diz Marcus Huber. “Até agora, parecia haver um relacionamento linear: se você quer mil vezes mais precisão, precisa criar pelo menos mil vezes a entrofia e gastar mil vezes mais energia”.
Tempo quântico e tempo clássico
No entanto, o Comitê de Pesquisa em Du Vein, juntamente com grupos da Universidade da Suécia e Malta, na Academia Austríaca de Ciências (Öaw) e na Universidade de Tecnologia da Universidade de Salmer, pode ser violada usando duas medidas de tempo diferentes.
“Por exemplo, você pode usar partículas para medir o tempo de uma parte para outra, o que indica o tempo caindo do topo do espelho”, diz Florion Mier. Você pode combinar em uma série completa de dispositivos que medem esse tempo e quantos deles já passaram – uma mão de relógio já está calculada em quantas voltas acabaram.
“Dessa forma, você pode aumentar a precisão, mas não investir muita energia”, diz Marcus Huber. “Toda vez que um relógio termina um ciclo completo, a outra mão do relógio é medida em um novo local – toda vez que você perceber o ambiente que o rodeia – essa mão move um novo local – aprimora a regressão. Esse processo de contagem é irreversível”.
No entanto, a física quântica permite outro tipo de transporte de partículas: as partículas podem viajar em toda a estrutura, ou seja, em todo o mostrador do relógio e em nenhum lugar a ser medido. De certa forma, a partícula estará em toda parte durante esse processo; Este não é um local claramente definido até que finalmente seja – por isso é realmente medido, aumentando a entrofia em atividade irreversível.
Como as mãos do segundo e minuto do relógio
“Então, temos um processo rápido que não causa uma entropia – transporte quântico – e a partícula chega muito”, diz Yuri Minokuchi, Thu Vin. “O importante sobre o nosso método é que uma mão funciona completamente com base na física quântica e a outra, a mão lenta tem um efeito ambiental”.
O grupo agora conseguiu mostrar que essa estratégia ajuda a aumentar o aumento da precisão no aumento da entrofia. Isso significa que os princípios anteriores podem obter uma precisão mais alta do que é considerado possível. “Além disso, essa teoria pode ser testada no mundo real usando circuitos super -condutores, uma das tecnologias quânticas mais avançadas que estão disponíveis atualmente”, diz Simon Kasparnetti, co -editor do estudo de Salmer e presidente da equipe de teste. “Esta é uma conseqüência importante da pesquisa sobre medições quânticas de alta precisão e supressão de flutuações desnecessárias”, diz Marcus Huber, “ao mesmo tempo, ajuda a entender um dos principais mistérios da física não resolvidos: a física quântica e a comunicação cinética térmica”.
