(a) نقشه بازده فوتوالکترون آزمایشگاهی بر حسب تابعی از تاخیر بین پالسهای XUV و NIR. (b) نقشه بازده فوتوالکترون شبیه سازی شده با استفاده از XUV با انرژی مرکزی24.587 eV و پهنای باند 0.09433 ev XUV.

گروهی از پژوهشگران دانشگاه اوپسالا در سوئد، روش جدیدی را برای اندازه گیری زمان کشف کرده اند. نتایج این پژوهش در مجله Physical Review Letters منتشر شده است.

تاکنون روش های اندازه گیری گذر زمان، شامل شمارش برخی واحدهای اندازه گیری از پیش تعریف شده از یک نقطه در زمان تا نقطه دیگر بوده است - مثلا شمارش ثانیه هایی که در مدت دویدن یک شخص می گذرد. چنین شیوه ای برای اندازه گیری زمان، روشی است که توسط ساعتهای مرسوم و نیز ساعتهای اتمی استفاده می شود. در این تلاش جدید، محققان راهی را برای اندازه گیری گذشت زمان با یک شیوه کاملا متفاوت یافته اند: با استفاده از طبیعت موج گونه حالتهای ریدبرگ.

اتمهای ریدبرگ اتمهایی هستند که توسط تابش لیزرها برانگیخته شده اند تا الکترونهای خود را به حالتهای بسیار پر انرژی و نیز دورتر از هسته اتم برانند. نوعی که این الکترونها حرکت میکنند به عنوان حالت ریدبرگ، و روش ریاضی که با آنها توصیف می شوند به عنوان بسته موج شان شناخته می شود.

پژوهش قبلی نشان داده است که وقتی بسته های موج ریدبرگ با دیگر بسته های نوع خود برخورد پیدا می کنند، می تواند تداخل رخ دهد و وقتی که این اتفاق می افتد، ممکن است الگوهای مواج منحصر به فردی به وجود بیاید. پژوهشگران در این تلاش جدید متوجه شدند اگر چندین بسته موج در حال حرکت در یک "دریاچه" کوانتومی یکسان داشته باشید، تعداد زیادی از انواع مختلف تداخل با تعداد زیادی از الگوهای به طور منحصر به فرد در حال تغییر به دست می آورید. آنها همچنین متوجه شدند هر الگوی منحصر به فرد، مقدار منحصر به فردی از زمانی که طول میکشد نسبت به دیگر بسته های موج مجاور تغییر کند را نشان می دهد و این بدان معنیست که آنها می توانند به عنوان نشانهای زمانی به کار روند.

پژوهشگران یک سری از آزمایشها که شامل سنجش این نشان های زمانی بود انجام دادند تا متوجه شوند که آیا از آنها میتوان به عنوان روش جدیدی برای اندازه گیری زمان استفاده کرد یا خیر. در این آزمایش ها هر یک از اتمهای هلیم برانگیخته با پالس لیزر، به همراه پالسهای کوتاه نور فرابنفش اجازه می داد که طیف اندازه گیری شود. محققان دریافتند که این به قول خودشان "ساعت"، می تواند اندازه گیری هایی تا 81 پیکوثانیه را انجام دهد و خطاهای آن نیز بزرگتر از 8 فمتوثانیه نیست.

منبع خبر

A novel way to measure time using Rydberg states

ترجمه خبر: بهناز ساربانها