Kvantni proboj: Naučnici stvorili Šredingerovu mačku sa rekordno dugim vekom trajanja
Istraživači sa Univerziteta za nauku i tehnologiju Kine (USTC) postigli su dugovečnu Šredingerovu mačku, čime su poboljšali preciznost kvantnih merenja i otvorili nove mogućnosti u fizici i tehnologiji.
Otvaranje novih mogućnosti za kvantne tehnologije
Njihovo otkriće predstavlja značajan pomak u kvantnoj metrologiji i preciznim merenjima, donoseći napredak u razvoju kvantnih računara i istraživanju fundamentalne fizike.
Rekordno dugotrajan kvantni superpozicioni status
Tim koji predvode profesor Žengtian Lu i istraživač Tian Sja, uspešno je stvorio kvantno stanje sa vremenom trajanja u rangu minuta, koristeći optički zarobljene hladne atome. Ovaj proboj znatno povećava osetljivost kvantnih metrologijskih merenja. Njihovi rezultati objavljeni su u prestižnom časopisu Nature Photonics.
U kvantnoj metrologiji, spinovi čestica predstavljaju moćan alat za merenje magnetnih polja, inercije i drugih fizičkih pojava, a takođe mogu pomoći u otkrivanju nove fizike izvan Standardnog modela.
Šredingerova mačka sa visokim spinom, odnosno superpozicija dva maksimalno suprotna spin stanja, donosi ključne prednosti za precizna merenja.
🔹 Povećava rezoluciju merenja – veći kvantni broj spina pojačava signal frekvencije precesije.
🔹 Osetljiva je na magnetna polja, ali otporna na određene spoljne smetnje, smanjujući šum merenja.
🔹 Ključni izazov u eksperimentalnim primenama do sada je bio očuvanje koherencije kvantnog stanja, što je ključno za njegovu praktičnu upotrebu.
Prevazilaženje izazova koherentnog vremena
Da bi rešili ovaj problem, istraživači su koristili 173Yb atome sa spinom 5/2, koje su zarobili u optičkoj rešetki.
Koristeći laserske pulseve, indukovali su nelinearne svetlosne pomake na osnovnim stanjima atoma, čime su stvorili superpoziciju spin projekcija +5/2 i -5/2.
🔹 Ova Šredingerova mačka sa visokim spinom je izuzetno osetljiva na magnetna polja, ali istovremeno otporna na smetnje izazvane intenzitetom svetlosti i prostornim varijacijama rešetke.
🔹 Eksperimenti su pokazali da je koherentno vreme ovog kvantnog stanja premašilo 20 minuta – što je rekord u ovom domenu.
🔹 Korišćenjem Ramzi interferometrije, naučnici su potvrdili da preciznost faznog merenja dostiže Hejzenbergovu granicu.
Otvaranje novih mogućnosti za kvantne tehnologije
Ovo revolucionarno kvantno stanje otvara vrata naprednoj atomskoj magnetometriji, kvantnim računarima i istraživanju fundamentalne fizike. Takođe može igrati ključnu ulogu u istraživanju fizike izvan Standardnog modela i daljem razvoju preciznih kvantnih senzora.
Izvor: Scitechdaily