Новости космоса и технологий. » Физика » Теория хронометража объединяет квантовые часы и относительность Эйнштейна

Теория хронометража объединяет квантовые часы и относительность Эйнштейна

Опубликовал: Admin, 27-10-2020, 01:01, Физика, 38, 0

Теория хронометража объединяет квантовые часы и относительность Эйнштейна

Согласно теоретическому исследованию Дартмутского колледжа, колледжа Святого Ансельма и Университета Санта-Клары, явление квантовой механики, известное как суперпозиция, может повлиять на хронометраж в высокоточных часах.

Исследование, описывающее эффект, показывает, что суперпозиция - способность атома существовать более чем в одном состоянии в одном и том же время - приводит к исправлению в атомные часы известное как «квантовое замедление времени».

Исследование, опубликованное в журнале Nature Communications , учитывает квантовые эффекты помимо Альберта Эйнштейна. теория относительности сделать новое предсказание о природе времени.

«Каждый раз, когда мы разрабатываем более совершенные часы, мы узнаем что-то новое о мире», - сказал Александр Смит, доцент кафедры физики в колледже Святого Ансельма и адъюнкт-профессор в Дартмутском колледже, который руководил исследованием в качестве младшего научного сотрудника в Дартмутском колледже. Общество стипендиатов. «Квантовое замедление времени является следствием как квантовой механики, так и теории относительности Эйнштейна, и, таким образом, предлагает новую возможность проверить фундаментальную физику на их пересечении».

В начале 1900-х годов Альберт Эйнштейн представил революционную картину пространства и времени, показав, что время, измеряемое часами, зависит от того, насколько быстро они движутся - по мере того, как скорость часов увеличивается, скорость их отсчета уменьшается. Это было радикальным отходом от абсолютного представления сэра Исаака Ньютона о времени.

Квантовая механика, теория движения, управляющего атомным царством, позволяет часам двигаться так, как если бы они одновременно двигались с двумя разными скоростями: квантовая «суперпозиция» скоростей. В исследовательской статье эта возможность учитывается и предлагается вероятностная теория хронометража, которая привела к предсказанию квантового замедления времени.

Чтобы разработать новую теорию, команда объединила современные методы квантовой информатики с теорией, разработанной в 1980-х годах, которая объясняет, как время может возникнуть из квантовой теории гравитации.

«Физики десятилетиями пытались учесть динамическую природу времени в квантовой теории», - сказал Мехди Ахмади, преподаватель Университета Санта-Клары, соавтор исследования. «В своей работе мы прогнозируем поправки к релятивистскому замедлению времени, которые происходят из-за того, что часы, используемые для измерения этого эффекта, имеют квантово-механическую природу».

Точно так же, как датирование по углероду полагается на распадающиеся атомы для определения возраста органических объектов, время жизни возбужденного атома действует как часы. Если такой атом движется в суперпозиции различных скоростей, то его время жизни будет увеличиваться или уменьшаться в зависимости от характера суперпозиции относительно атома, движущегося с определенной скоростью.

Поправка к времени жизни атома настолько мала, что ее невозможно измерить в терминах, имеющих смысл в человеческом масштабе. Но возможность учесть этот эффект может позволить провести проверку квантового замедления времени с использованием самых современных атомных часов.

Точно так же, как применение квантовой механики для медицинской визуализации, вычислений и микроскопии могло быть трудно предсказать, когда эта теория разрабатывалась в начале 1900-х годов, еще слишком рано представить себе полное практическое значение квантового замедления времени.


Источник


У данной публикации еще нет комментариев. Хотите начать обсуждение?

Написать комментарий
Имя:*
E-Mail:
Введите код: *
Кликните на изображение чтобы обновить код, если он неразборчив


Поиск по сайту
Полезные ссылки
Оцените работу сайта

TEHNONEWS

Новости космоса технологий нанотехнологий физики и химии