Kvant soati - Quantum clock

A kvant soati ning bir turi atom soati bilan lazer bilan sovutilgan bitta ionlari bilan birlashtirilgan elektromagnit ion ushlagichi. 2010 yilda fiziklar tomonidan AQSh sifatida ishlab chiqilgan. Milliy standartlar va texnologiyalar instituti, soat o'sha paytdagi xalqaro standartdan 37 marta aniqroq edi.[1] Kvant mantiqiy soati mantiqiy atomga ega alyuminiy spektroskopiya ioniga asoslangan.

Ikkalasi ham alyuminiy - kvant soati va simob - asosli optik atom soati a yordamida optik chastotada ion tebranishi bilan vaqtni kuzatish UV lazer, bu ishlatilgan mikroto'lqinli chastotalardan 100000 baravar yuqori NIST-F1 va dunyodagi boshqa shunga o'xshash vaqt standartlari. Bunga o'xshash kvant soatlari mumkin aniqroq mikroto'lqinli standartlarga qaraganda.

Aniqlik

A NIST Bitta alyuminiy ioniga asoslangan 2010 yil kvant mantiqiy soati

NIST jamoasi soniyani soat sonini o'lchashga qodir emas, chunki soniyaning ta'rifi aniqroq mashinani o'lchay olmaydigan NIST-F1 ga asoslangan. Ammo alyuminiy ionli soatining amaldagi standartga muvofiq o'lchagan chastotasi 1121015393207857.4 (7) Hz.[2] NIST soatning aniqligini uning magnit va elektr maydonlarining fonida sezgir bo'lmaganligi va harorat ta'sir qilmaganligi bilan izohladi.[3]

2008 yil mart oyida fiziklar NIST individuallikka asoslangan eksperimental kvant mantiqiy soatini tavsifladi ionlari ning berilyum va alyuminiy. Ushbu soat NIST soatlari bilan taqqoslandi simob ionli soat. Bular aniq bir soat ichida milliard yil ichida soniyadan oshib ketadigan vaqt ham yutmaydi va yutqazmasdan ham tuzilgan eng aniq soatlar edi.[4]

2010 yil fevral oyida NIST fiziklari kvant mantiqiy soatining individual asoslangan ikkinchi, takomillashtirilgan versiyasini tasvirlab berishdi ionlari ning magniy va alyuminiy. Fraksiyonel chastotasi noaniqligi bilan 2010 yilda dunyodagi eng aniq soat deb hisoblanadi 8.6 × 10−18, bu asl nusxaning ikki martadan ko'proq aniqligini taklif qiladi.[5][6]Xususida standart og'ish, kvant mantiqiy soati har 3,68 milliardda bir soniyadan farq qiladi (3.68 × 109) yil, hozirgi xalqaro standart NIST-F1 bo'lsa Seziy favvorasi atomik soat noaniqligi taxminan 3,1 × 10 edi−16 100 milliondan ko'proq soniyada na yutqazishi va na yutqazishi kutilmoqda (100 × 106) yil.[7][8] 2019 yil iyul oyida NIST olimlari bunday soatni to'liq noaniqlik bilan namoyish etishdi 9.4 × 10−19 (har 33,7 milliard yilda bir soniyani chetga suradi), bu quyida noaniqlik bilan soatning birinchi namoyishi 10−18.[9][10][11]

Kundalik laboratoriya miqyosida tortishish vaqtining kengayishi

2010 yilda tajribada ikkita alyuminiy-ionli kvant soatlari bir-biriga yaqin joylashtirilgan, ammo ikkinchisi birinchisiga nisbatan 12 ga (30,5 sm) ko'tarilib, tortishish vaqtining kengayishi kundalik laboratoriya miqyosida ko'rinadigan effekt.[12]

Keyinchalik aniq eksperimental soatlar

Kvant soatlarining aniqligi qisqacha o'rnini egalladi optik panjarali soatlar asoslangan stronsiy-87 va itterbium-171 2019 yilgacha.[9][10][11] Eksperimental optik panjara soati 2014 yilgi "Nature" gazetasida tasvirlangan.[13]2015 yilda JILA ularning so'nggi chastotalarining mutlaq noaniqligini baholadi stronsiy-87 optik panjarali soat 2.1 × 10−18, bu o'lchovga mos keladi tortishish vaqtining kengayishi JILA / NIST Fellow-ga ko'ra Yer sayyorasida 2 sm (0,79 dyuym) balandlik o'zgarishi uchun Jun Ye "relyativistik uchun foydali bo'lishga juda yaqinlashmoqda geodeziya ".[14][15][16]Ushbu chastotali noaniqlikda ushbu JILA optik panjarali optik soat 15 milliarddan ko'proq soniyada na yutqazishi va na yutqazishi kutilmoqda (1.5 × 1010) yil.[17]

Shuningdek qarang

Adabiyotlar

  1. ^ Ghose, Tia (2010 yil 5-fevral). "Ultra aniq kvant-mantiqiy soat eski atom soatini sharmanda qiladi". Simli. Olingan 2010-02-07.
  2. ^ "Al + va Hg + bitta ionli optik soatlarning chastota nisbati; 17-o'nlikdagi metrologiya" (PDF). sciencemag.org. 28 mart 2008 yil. Olingan 2013-07-31.
  3. ^ "Kvant soati dunyodagi eng aniq soat kabi aniqligini isbotlaydi". azonano.com. 7 mart 2008 yil. Olingan 2012-11-06.
  4. ^ Swenson, Gayle (2010 yil 7-iyun). "Press-reliz: NIST 'Quantum Logic Clock' raqobatchisi Mercury Ion dunyodagi eng aniq soat". NIST.
  5. ^ NISTning alyuminiy ioniga asoslangan ikkinchi "kvant mantiqiy soati" hozirgi kunda dunyodagi eng aniq soat hisoblanadi, NIST, 2010 yil 4-fevral
  6. ^ CW Chou; D. Xyum; J.C.J. Koelemeij; D.J. Wineland va T. Rozenband (2010 yil 17-fevral). "Ikki yuqori aniqlikdagi Al + optik soatlarning chastotasini taqqoslash" (PDF). NIST. Olingan 9 fevral 2011.
  7. ^ "NISTning alyuminiy ioniga asoslangan ikkinchi" kvant mantiqiy soati "hozirgi kunda dunyodagi eng aniq soat hisoblanadi" (Matbuot xabari). Milliy standartlar va texnologiyalar instituti. 2010 yil 4-fevral. Olingan 2012-11-04.
  8. ^ "NIST-F1 sezyum favvorasi atom soati: AQSh uchun asosiy vaqt va chastota standarti". NIST. 2009 yil 26 avgust. Olingan 2 may 2011.
  9. ^ a b Pivo, S. M .; Chen, J.-S .; Xankin, A. M.; Klements, E. R .; Chou, C. V.; Wineland, D. J .; Xyum, D. B .; Leybrandt, D. R. (2019-07-15). "Al + 27 10 dan 18 gacha tizimli noaniqlikka ega kvant-mantiqiy soat". Jismoniy tekshiruv xatlari. 123 (3). arXiv:1902.07694. doi:10.1103 / PhysRevLett.123.033201.
  10. ^ a b Wills, Stewart (2019 yil iyul). "Optik soat aniqligi yangi zaminni buzmoqda".
  11. ^ a b Dyuber, Per (2019-07-15). "Ko'rish nuqtasi: Ion soatli büstler yangi aniq rejimga o'tmoqda". Fizika. 12.
  12. ^ "Tezlik chegarasiga bo'ysunishda Eynshteynning vaqt kengayishi aniq" (Matbuot xabari). Ars Technica. 24 sentyabr 2010 yil. Olingan 2015-04-10.
  13. ^ Bloom, B. J .; Nikolson, T. L.; Uilyams, J. R .; Kempbell, S. L .; Bishof, M .; Chjan X .; Chjan, V.; Bromli, S. L .; Ye, J. (2014 yil 22-yanvar). "10−18 darajadagi aniqlik va barqarorlikka ega optik panjarali soat". Tabiat. 506 (7486): 71–5. arXiv:1309.1137. Bibcode:2014 yil natur.506 ... 71B. doi:10.1038 / tabiat12941. PMID  24463513.
  14. ^ T.L. Nikolson; S.L. Kempbell; R. Xutson; G.E. Marti; B.J.Blom; R.L McNally; V. Chjan; M. Baret; XONIM. Safronova; G.F. Struz; V.L. Tyu; J. Ye (2015 yil 21 aprel). "Atom soatini 2 × 10 da tizimli baholash−18 umumiy noaniqlik ". Tabiat aloqalari. 6: 6896. arXiv:1412.8261. Bibcode:2015 NatCo ... 6.6896N. doi:10.1038 / ncomms7896. PMC  4411304. PMID  25898253.
  15. ^ JILA Scientific Communications (2015 yil 21 aprel). "Vaqt to'g'risida". Arxivlandi asl nusxasi 2015 yil 19 sentyabrda. Olingan 27 iyun 2015.
  16. ^ Laura Ost (2015 yil 21-aprel). "Har doim yaxshilanish: JILA Strontium atom soati yangi rekord o'rnatdi". Milliy standartlar va texnologiyalar instituti. Olingan 17 oktyabr 2015.
  17. ^ Jeyms Vinsent (2015 yil 22-aprel). "Hozirgacha qurilgan eng aniq soat har 15 milliard yilda bir soniyani yo'qotadi". The Verge. Olingan 26 iyun 2015.