Квантовые темные состояния дают преимущество
Хотя атомные часы уже являются самыми точными устройствами для измерения времени во Вселенной, физики упорно работают над тем, чтобы еще больше повысить их точность. Один из способов — использовать состояния со сжатым спином в часовых атомах. Состояния со сжатым спином — это запутанные состояния, в которых частицы в системе сговариваются, чтобы погасить свой собственный квантовый шум. Таким образом, эти штаты открывают большие возможности для квантовой метрологии, поскольку позволяют проводить более точные измерения. Тем не менее, спин-сжатые состояния в желаемых оптических переходах с небольшим внешним шумом трудно подготовить и поддерживать.
Один из конкретных способов создания состояния со сжатием спина, или сжатия, — это помещение часовых атомов в оптический резонатор — набор зеркал, где свет может многократно отражаться взад и вперед. В полости атомы могут синхронизировать испускание фотонов и излучать вспышку света, гораздо более яркую, чем от любого отдельного атома — явление, называемое сверхизлучением. В зависимости от того, как используется сверхизлучение, оно может привести к запутанности или, альтернативно, вместо этого может разрушить желаемое квантовое состояние. В предыдущем исследовании, проведенном в сотрудничестве между JILA и научными сотрудниками NIST Аной Марией Рей и Джеймсом Томпсоном, исследователи обнаружили, что многоуровневые атомы (с более чем двумя внутренними энергетическими состояниями) открывают уникальные возможности для использования сверхизлучательного излучения, вместо этого побуждая атомы нейтрализуют излучения друг друга и остаются в темноте.
Теперь, как сообщается в паре новых статей, опубликованных в Physical Review Letters и Physical Review A, Рей и ее команда обнаружили метод, позволяющий не только создавать темные состояния в полости, но, что более важно, заставлять эти состояния сжиматься по вращению. Их открытия могут открыть замечательные возможности для создания запутанных часов, которые могут удивительным образом раздвинуть границы квантовой метрологии. В течение нескольких лет Рей и ее команда изучали возможность использования сверхизлучения путем формирования темных состояний внутри полости. Поскольку темные состояния представляют собой уникальные конфигурации, в которых обычные пути излучения света разрушительно мешают, эти состояния не излучают свет. Рей и ее команда показали, что темные состояния могут быть реализованы, когда атомы, приготовленные в определенных исходных состояниях, помещаются внутрь полости.
Подготовленные таким образом квантовые состояния могли оставаться невосприимчивыми к эффектам сверхизлучения или излучения света в полость. Атомы все еще могут излучать свет за пределы полости, но со скоростью, намного меньшей, чем сверхизлучение. Бывший научный сотрудник JILA Асиер Пиньейро Ориоли, ведущий исследователь в предыдущем исследовании с Томпсоном, а также участник двух недавно опубликованных исследований, нашел простой способ понять возникновение темного состояния в полости с точки зрения того, что они назвали сверхизлучательный потенциал. Рей говорит: «Мы можем представить потенциал сверхизлучения как американские горки, по которым катаются атомы. Падая с холма, они коллективно излучают свет, но могут застрять, когда достигают долины. В долинах атомы образуют тьму. состояний и прекратить испускать свет в полость». В своей предыдущей работе с Томпсоном исследователи JILA обнаружили, что темные состояния должны быть хотя бы немного запутаны.
«Вопрос, который мы стремились решить в двух новых работах, заключается в том, могут ли они быть одновременно темными и запутанными», — объясняет первый автор Бхуванеш Сундар, бывший постдокторант JILA. «Самое интересное заключается в том, что мы не только обнаружили, что ответ положительный, но и что такие типы сжатых состояний довольно легко подготовить». В новых исследованиях ученые выяснили два возможных способа подготовки атомов в сильно запутанных спин-сжатых состояниях. Один из способов заключался в том, чтобы осветить атомы лазером, чтобы подать им энергию выше основного состояния, а затем поместить их в особые точки сверхизлучательного потенциала, также известные как седловые точки. В седловых точках исследователи позволяют атомам релаксировать в полости, выключая лазер, и, что интересно, атомы меняют свое шумовое распределение и становятся сильно сжатыми.
«Седловые точки — это долины, где потенциал одновременно имеет нулевую кривизну и нулевой наклон», — уточняет Рей. «Это особые точки, потому что атомы темные, но находятся на грани нестабильности и, следовательно, имеют тенденцию изменять свое распределение шума, сжимаясь». Другой предложенный метод заключался в переводе сверхизлучательных состояний в темные состояния. Здесь команда также обнаружила другие особые точки, где атомы расположены близко к особым «ярким» точкам — не в долине американских горок, а в точках с нулевой кривизной, — где взаимодействие сверхизлучения и внешнего лазера порождает спиновое сжатие. «Очень интересно то, что сжатие спина, генерируемое в этих ярких точках, затем можно перевести в темное состояние, где после соответствующего выравнивания мы можем отключить лазер и сохранить сжатие», — добавляет Сундар.
Этот перенос работает, сначала направляя атомы в долину сверхизлучательного потенциала, а затем используя лазеры с соответствующей поляризацией (или направлениями световых колебаний) для когерентного выравнивания сжатых направлений, делая сжатые состояния невосприимчивыми к сверхизлучению. Перевод сжатых состояний в темные состояния не только сохранил пониженные шумовые характеристики сжатых состояний, но и обеспечил их выживание в отсутствие воздействия внешнего лазера, что является решающим фактором для практических приложений в квантовой метрологии. В то время как в исследовании, опубликованном в журнале Physical Review Letters, использовалась только одна поляризация лазерного света, чтобы вызвать спиновое сжатие, генерируя две сжатые моды, статья Physical Review A продвинула это моделирование дальше, используя обе поляризации лазерного света, что привело к четырем спин-сжатым модам. (по две моды для каждой поляризации).
«В этих двух статьях мы рассматривали многоуровневые атомы со многими внутренними уровнями, — говорит Пиньейро Ориоли, — и наличие множества внутренних уровней сложнее моделировать, чем наличие двух уровней, что часто изучается в литературе. Поэтому мы разработали набор инструменты для решения этих многоуровневых систем. Мы разработали формулу для расчета запутанности, возникающей из начального состояния». Результаты этих исследований могут иметь далеко идущие последствия для атомных часов. Преодолевая ограничения сверхизлучения посредством генерации темных запутанных состояний, физики либо сохраняют запутанные состояния, используя атомы в качестве памяти (что позволяет извлекать информацию из этих состояний), либо вводят запутанное состояние в последовательность часов или интерферометра для квантовых вычислений. - расширенные измерения.
Источник
При использовании материалов с сайта активная ссылка на него обязательна
Последние аномальные новости

Билл Гейтс поддерживает искусственный интеллект

В небе Калифорнии замечен таинственный объект

В пещерах на Марсе могут находиться инопланетяне

Геолог-любитель получил сильные ожоги от НЛО

Житель Лондона принял вертолет за НЛО

За НЛО отправляйтесь в маленький городок в Висконсине

Звездолеты помогут в поисках новых физических явлений

Интернет может достичь квантовой скорости

Космические силы США готовятся к первой в истории миссии

Министерство обороны публикует документы Kona Blue

Нейтронные звезды нагреваются от аннигиляции темной материи

Нострадамус предсказал войну в 2024 году

Победителем президентских выборов в 2032 году станет робот

Подводные НЛО ставят под угрозу морскую безопасность США

Подводный НЛО сняло исследовательское судно

Проклятая могила с 450 обезглавленными вампирами

Рассекреченный отчет раскрывает дематериализацию НЛО

Тайна высоких уровней энергии в звездных сверхвспышках

Уважаемый астроном не верит в теории заговора об НЛО

Ярчайший гамма-всплеск породила коллапсирующая звезда

Франшиза Pro.Travel. Предпринимательский успех Татьяны Мамаевой

Возвращение денежных средств пострадавшим от брокеров-мошенников. Путь к справедливости

Встреча с НЛО, от которой у человека расплавились пальцы

Детеныш инопланетянина найден в мексиканской пещере

Инопланетяне помешали человечеству скатиться к ядерной войне

Как ученые сообщат человечеству об инопланетянах

Канадский рейтинг мест для наблюдения НЛО

Ключ к поиску жизни в отдаленных мирах

Лучшие наблюдения НЛО в Северной Каролине

Люди не верят, что никаких НЛО нет

Мужчина получил сильные ожоги при встрече с НЛО

Мужчина с разбитым сердцем построил Космические врата

Музей странного и чудесного в Канзасе

Настоящие убежища из сериала Fallout уже построены

НЛО заметили над долиной Нижнего Гудзона

НЛО около Антарктиды - ошибка программного обеспечения

НЛО представляют угрозу безопасность на море

Подводные НЛО ставят под угрозу морскую безопасность США

Призрачные нарушения звездных потоков темной материей

Термодинамика поможет описать расширение Вселенной

Что это за НЛО замечен над штатом Нью-Йорк

Эксцентриситет орбиты создал океан на Мимасе

Более четверти россиян верят в существование инопланетян

Гигантские человеческие скелеты в пещере Лавлок

Глобальное потепление лишит Антарктиду 76% метеоритов

Девочки-близнецы испытывают одинаковые чувства

Древнеиндийская мандала в районе линий Наска

Древние легенды и мифы рассказывают о ануннаках

Женщина чудом выжила после удара молнии

ИИ может притворяться более глупым, чем есть на самом деле

История об оборотнях пронизана загадками и тайнами

Клетки поджелудочной железы пересадят от свиньи человеку

Космические кладбища, затмение и ждать ли НЛО

Космические силы США планируют провести учения на орбите

Магическая сила, делающее тело неуязвимым

Маленькие человечки похитили мужчину

Под Уфой заметили НЛО

Таинственные лабиринты Чинканас

Тайна упавшей в Омске кометы и 17000 фото НЛО

Тайны европейских подземных тоннелей

Тело фанатки вампиров нашли обескровленным

Экстрасенс нашел место захоронения пропавшего мальчика

Гильотинные ножницы по металлу. Назначение и критерии выбора

Как выбрать массажное кресло

Франшиза CyberSeller под управлением Азата Аширова

Большинство людей хотят заниматься сексом с роботами

Будущие эпидемии могут возникнуть из-за ИИ

В Башкирии жители заметили НЛО в небе

В новом отчете Пентагона по НЛО есть серьезные недостатки

Вычисление точных размеров экзопланет

Зонд для поисков жизни на спутниках Юпитера

Кислород и углерод улетучиваются из магнитосферы Венеры

Мы не готовы к вторжению инопланетян

НЛО замечен небе над Екатеринбургом

Новая идея для космических солнечных батарей

Обнаружены звездные ветры от трех солнцеподобных звезд

Поиски неуловимого Лох-Несского чудовища

Призрак опрокидывает напитки в одном из пабов Британии

Странный сигарообразный НЛО над шоссе в Миссури

Существо-муравей замечено на Марсе

Тёмная материя повышенной плотности существует

Ужасающая реальность ядерной радиации

Уэльс - горячая точка внеземной активности

Человек-сатана сменил имя на Дьявол

Ярчайший гамма-всплеск произошел из-за коллапса звезды

Беспроводная передача энергии поможет изучить Луну

Бывшая жена призрака стала ведьмой

В поисках асимметрии между материей и антивеществом

Какая часть атмосферы Венеры образуется за счет вулканов

Наблюдения НЛО в Канаде продолжаются

НАСА попросили помочь в поисках Лох-Несского чудовища

Необъяснимая аномалия вблизи Антарктиды движется на север

Новый сейсмодатчик для обнаружения лунотрясений

Порнозвезда рассказала о своем столкновении с призраками

Раскрывая секреты НЛО. Взгляд доктора Стивена Грира

Солнечные паруса нового поколения готовы к запуску

Столкновение звезд раскрывает звездную тайну

Терминаторы могут появиться уже в следующем году

Триггеры нового поколения для детекторов ЦЕРН

Удивительные горячие точки НЛО в Техасе

Ученые БАК изучают звездные пути инопланетян

Физика и математика стоящие за 'Задачей трех тел'

Человек появился спустя 30 лет без памяти

Черная дыра замечена вблизи Кейптауна

Черный НЛО замечен над океаном около Тампы

Для изучения астероидов потребуются разумные зонды

Доказательство путешествий во времени

Дьявол будет парить в вышине, вызывая изумление

Если на Европе и есть гейзеры, то они очень слабые

Затмения лежат в основе усилий по изучению экзопланет

ИИ может воспроизвести голос любого человека

Как искусственные сотрудники повлияют на живых

Конспирологи опасаются демонических порталов

Люди плохо разбираются в теориях заговора

Новая свидетельница похищения инопланетянами в Паскагуле

Обнаружена новая молодая и теплая экзопланета

Питательные вещества для жизни на экзопланетах

Платформа из графита левитирует без электричества

Пугающая деталь в паспорте Нео

Роль Млечного Пути в древнеегипетской мифологии

Создатель аугментов вернулся к работе

Техас заменяет тысячи экзаменаторов-людей на ИИ

Технологии НАСА помогают защититься от лунной пыли

Фирма Synchron начинает испытания мозговых чипов на людях

Что будет с Землей, когда погаснет Солнце

Бигфут скрывается в горах с таинственной энергией

Биокомпоненты оказались стабильны в атмосфере Венеры

В Сочи корабли полетели над морем

Звезда бросает вызов происхождению быстрых радиовсплесков

НЛО в Розуэлле по-прежнему окутывает Вашингтон

Паранормальная природа встреч с НЛО и связь между ними

Почему так трудно бурить на поверхности планет

Разоблачители и поиск внеземной жизни

Самое необычное место для отдыха в Колорадо

Смотрите фильмы о непознанном на Netflix

Создали метажидкость с программируемыми свойствами

Тайна мумии русалки раскрыта

Тайна однобокой геологии Луны

Теории заговора вокруг Георга III и королевы Шарлотты

Ужасные рога мужчины-дьявола и женщины-носорога

Ученые БАК пытаются открыть пути инопланетян

Четыре ключевых вопроса об инопланетных технологиях

Что мы могли бы построить из лунного реголита

Южнокорейский зонд приняли за НЛО

Я был похищен долговязыми инопланетянами

Автостоянки у супермаркетов не интересуют НЛО

В Массачусетсе происходят массовые наблюдения НЛО

В Уэльсе было зарегистрировано 323 случая наблюдения НЛО

Если на Европе существует жизнь её обнаружат

Инопланетные шарики, выловленные из Тихого океана

Конспирологи считают ЦЕРН угрозой миру

Министерство обороны опубликовало досье об НЛО

НАСА сняло НЛО, летящий над Луной

НЛО был замечен над Арлингтоном

НЛО замечен над Техасом во время солнечного затмения

НЛО прилетают в Уэльс не за мясом

НЛО прилетают к нам через дополнительные измерения

Перуанские мумии инопланетян требуют новых исследований

Правда об НЛО вызовет беспорядки

Пульсирующий синий НЛО снят над Финиксом

Режиссер делится своим Ангельским опытом

Существуют ли НЛО на самом деле

Ускоренное расширение Вселенной замедляется

Файлы необъяснимого стал самым популярным шоу Netflix

Что такое Гаванский синдром

Знакомство с миром гелиевых воздушных шаров

iPhone 15 Pro Max 512 GB Blue. Преимущества и технические характеристики

Данных для обучения ИИ перестало хватать

Жуткие предсказания Ванги на 2024 год

ИИ можно заставить говорить на запрещённые темы

Илон Маск рассказал о планах по колонизации Марса

Кракен, живущий в районе Багамских островов

Кристалл, охлаждающий вещества до сверхнизких температур

Матрица - фильм о возможностях человеческого мозга

Могли ли люди и динозавры жить вместе

Написанные ИИ книги появились в Google Books

Невидимый душитель на ферме

НЛО заметили на границе между Ираном и Ираком

Облака необычной формы заинтересовали воронежцев

Околосмертный опыт Микки Робинсона

Пилотируемый полет на Марс состоится нескоро

Полтергейст на ферме в Коннектикуте

Росатом разработал двигатель для межпланетных путешествий

Странная смерть и жуткие увечья старушки

Странные случаи загадочных и невероятных убийств

Теория, согласно которой все люди - персонажи фильмов

Подписка на новости
Наверх