Mạng lưới đồng hồ nguyên tử có thể mở khóa bí mật của vật chất tối

Thí nghiệm có khả năng mở mang sự hiểu biết của chúng ta về tất cả các loại hiện tượng tự nhiên.
Mạng lưới đồng hồ nguyên tử có thể mở khóa bí mật của vật chất tối
Vướng víu lượng tử. Nguồn: inkoly / iStock

Các nhà khoa học tại Đại học Oxford lần đầu tiên có thể chứng minh một mạng lưới hai đồng hồ nguyên tử quang học vướng víu. Họ cũng đã thành công trong việc chứng minh cách sử dụng sự vướng víu giữa các đồng hồ từ xa để cải thiện độ chính xác đo lường của chúng, theo một thông cáo báo chí công bố hôm thứ Năm.

“Cải thiện độ chính xác của việc so sánh tần số giữa nhiều đồng hồ nguyên tử mang lại tiềm năng mở khóa sự hiểu biết của chúng ta về tất cả các loại hiện tượng tự nhiên. Nó rất cần thiết, trong việc đo lường sự biến đổi không thời gian của các hằng số cơ bản, đối với ngành trắc địa trong đó tần số của đồng hồ nguyên tử được sử dụng để đo chiều cao của hai địa điểm và thậm chí trong việc tìm kiếm vật chất tối”.

Chìa khóa để đạt đến giới hạn cơ bản của độ chính xác được xác định bởi lý thuyết lượng tử
Sự vướng víu là một hiện tượng lượng tử trong đó hai hoặc nhiều hạt liên kết với nhau để chúng không còn có thể được mô tả một cách độc lập, ngay cả ở khoảng cách rộng lớn. Quá trình này là chìa khóa để đạt đến giới hạn cơ bản của độ chính xác được xác định bởi lý thuyết lượng tử. Trong quá khứ, các thí nghiệm trước đây đã chứng minh rằng sự vướng víu giữa các đồng hồ trong cùng một hệ thống có thể được sử dụng để cải thiện chất lượng của phép đo.

Tuy nhiên, đây là lần đầu tiên các nhà nghiên cứu có thể đạt được điều này giữa các đồng hồ trong hai hệ thống điều khiển từ xa riêng biệt. Nhờ nhiều năm làm việc chăm chỉ của cả nhóm tại Oxford, bộ máy mạng của chúng tôi có thể tạo ra các cặp ion vướng víu với độ trung thực và tốc độ cao chỉ bằng một lần nhấn nút. Bethan Nichol, một trong những tác giả của bài báo đăng trên tạp chí Nature, cho biết nếu không có khả năng này thì cuộc trình diễn sẽ không thể thực hiện được.

Thể hiện tính linh hoạt
Nhóm nghiên cứu Oxford đã sử dụng một mạng lượng tử hiện đại để đạt được kết quả của họ. Hai đồng hồ được sử dụng cho thí nghiệm chỉ cách nhau 2 mét, nhưng về nguyên tắc, các mạng như vậy có thể được mở rộng để bao phủ các khoảng cách lớn hơn nhiều.

“Mặc dù kết quả của chúng tôi cũng cố rất nhiều bằng chứng về nguyên tắc và độ chính xác tuyệt đối mà chúng tôi đạt được thấp hơn một vài bậc về độ lớn so với trạng thái hiện đại, nhưng chúng tôi hy vọng rằng các kỹ thuật được hiển thị ở đây một ngày nào đó có thể cải thiện các hệ thống hiện đại”, Tiến sĩ Raghavendra Srinivas, một tác giả khác của bài báo giải thích. “Tại một thời điểm nào đó, sự vướng víu sẽ được yêu cầu vì nó cung cấp một con đường dẫn đến độ chính xác cuối cùng mà lý thuyết lượng tử cho phép”.

Quốc Huy
Theo Interesting engineering
CÙNG CHUYÊN MỤC
ĐỌC THÊM