مثالية لدراسة العمليات فائقة السرعة
طريقة جديدة لقياس الوقت
في اكتشاف علمي مُذهل، توصل باحثون سويديون إلى طريقة جديدة تماماً لقياس الوقت على المستوى الكمومي، مُستغلِّين الطبيعة الموجية لذرات ريدبيرغ، وهو الأمر الذي يفتح آفاقا جديدة في فيزياء الكم والتكنولوجيا المتقدمة.
ونجح فريق من جامعة أوبسالا في السويد في استخدام أنماط التداخل الناتجة عن حزم موجة ريدبيرغ كبصمات زمنية فريدة، تُمثِّل كل منها فترة زمنية محددة من دون الحاجة إلى نقطة انطلاق دقيقة، على عكس الساعات التقليدية.
وأوضحت الدكتورة مارتا بيرهولس التي قادت الفريق: «إذا كنت تستخدم عدّاداً، فيجب عليك تحديد الصفر وتبدأ العد في مرحلة ما. أما ميزة الطريقة الجديدة، فهي أن الشخص ليس مُضطراً لبدء الساعة، بل ينظر فقط إلى بُنية التداخل وتقول: حسناً، لقد مرت 4 نانو ثانية».
وذرات ريدبيرغ هي ذرات منفوخة بالليزر تحتوي على إلكترونات في حالات طاقة عالية جداً. وعندما تتداخل حزم موجة ريدبيرغ المُتعدِّدة، تخلق أنماطاً فريدة من التموّجات تُمثل كل منها فترة زمنية مميزة.
وتمكّن الباحثون من قياس أحداث تصل إلى 1.7 تريليون من الثانية باستخدام هذه التقنية، وهو الأمر الذي يجعلها مثالية لدراسة العمليات فائقة السرعة على المستوى الكمومي.
ويمكن تطبيق هذه الطريقة في مجالات مُتعدِّدة، من تصميم أجهزة الكمبيوتر الكمومية إلى دراسة التفاعلات الكيميائية شديدة السرعة.
وكشفت تجارب الباحثين التي أجروها على ذرات الهيليوم المُحفَّزة بالليزر عن كيفية تطوُّر حزم موجة ريدبيرغ وفقاً لبعضها البعض، وهو الأمر الذي يخلق «بصمات أصابع» زمنية مُتسقة وموثوقة بما يكفي لتكون بمثابة شكل من أشكال الطابع الزمني الكمومي.
ويُخطِّط الباحثون لتوسيع دليل الزمن الزمني باستخدام ذرات مُختلفة ونبضات ليزر
بـ «capacitances» مُتنوِّعة، لِتناسب مجموعة واسعة من الظروف والتطبيقات. وقد نُشر هذا البحث الرائد في مجلة «أبحاث المراجعة الفيزيائية» العام 2022.
