Охотник Галина Григорівна    
Меню сайту
Категорії розділу
Шкільні новини [5]
Новини освіти [19]
Наука і Технології [1079]
Новини космонавтики [141]
Методичний кабінет [7]
Хмаринка тегів
Міні-чат
Конкурси

конкурс сайтов
Наше опитування
Ви, відвідувач сайту:
Всього відповідей: 520
Статистика
Форма входу
Соціальні мережі
Популярні програми
Головна » 2014 » Липень » 5 » Физики измерили самую слабую силу, приблизившись к стандартному квантовому пределу
12:48
Физики измерили самую слабую силу, приблизившись к стандартному квантовому пределу

Понятие стандартного квантового предела тесно связано с принципом неопределённости Гейзенберга, который гласит, что невозможно одинаково точно измерить импульс и координату частицы.

"Мы измерили силу с чувствительностью, максимально приближенной к стандартному квантовому пределу. Такой чувствительности нам удалось достичь благодаря тому, что наш механический осциллятор состоял всего из 1200 атомов", — рассказывает соавтор исследования Сидни Шрепплер (Sydney Schreppler).

В экспериментальной установке, использованной калифорнийскими физиками, элемент механического осциллятора представлял собой газ из атомов рубидия, захваченный в оптической ловушке. Облако атомов было охлаждено почти до абсолютного нуля.

Механические осцилляторы переводят приложенную силу в измеримое механическое движение (иллюстрация Kevin Gutowski).

Оптическая ловушка состояла из двух световых полей стоячей волны с длинами волн 860 и 840 нанометров, которые прилагали силы равные и противоположные по осям. Движение центра масс индуцировалось в газе путём модуляции амплитуды 840-нанометрового светового поля. Отклик измеряли с использованием зондирующего пучка с длиной волны 780 нанометров.

"Когда мы прилагали внешнюю силу к нашему осциллятору, то это можно было сравнить с ударом битой по маятнику с последующим измерением реакции. Ключ к достижению максимальной чувствительности заключался в способности отделить атомы рубидия от их среды и поддержать температуру на уровне близком к абсолютному нулю. Лазерные лучи, которые мы использовали в качестве ловушки, изолировали атомы от внешнего шума окружающей среды, но не повышали температуру системы. Именно это позволило нам приблизиться к стандартному квантовому пределу", — рассказывает Шрепплер.

Рекордная точность, которой удалось достичь Стампер-Керну и его команде, позволит вывести измерения на новый уровень. Главная надежда — это детектирование гравитационных волн, некой "ряби" в пространстве-времени, предсказанной ещё Эйнштейном. Этот след должен был оставить во Вселенной Большой взрыв.

До сих пор измерения гравитационных волн не были достаточно точными, чтобы засечь явление и подтвердить его несколько раз. Но работа калифорнийских физиков имеет шанс изменить ситуацию к лучшему.

Авторы исследования в Лаборатории имени Лоуренса (фото Roy Kaltschmidt).

"Мы приложили внешнюю силу к центру масс ультрахолодного облака атомов при помощи оптического резонатора и измерили результирующее движение при помощи оптики. Когда движущая сила вошла в резонанс с частотой колебаний облака, мы достигли чувствительности, которая согласуется с теоретическими предсказаниями и в четыре раза превышает стандартный квантовый предел наиболее чувствительного измерения", — рассказывает об эксперименте Стампер-Керн, чья статья была опубликована в журнале Science.

Сердцем всех сверхчувствительных детекторов, используемых в экспериментах физиков, стали механические осцилляторы, системы для перевода приложенной силы в измеримое механическое движение. Когда измерения силы и движения достигают квантовых уровней чувствительности, они сталкиваются с барьером, введённым принципом неопределённости Гейзенберга, при котором само измерение возмущает движение осциллятора — так возникает феномен обратного флуктуационного влияния.

Этот барьер и называется стандартным квантовым пределом. За последние несколько лет учёные предложили массу стратегий для минимизации обратного флуктуационного влияния и приближения к заветному пределу.

По словам авторов исследования, приблизиться ещё сильнее к стандартному квантовому пределу возможно при дальнейшем повышении эффективности оптического детектора. Теоретичекское предсказание возможности достижения этого предела было опубликовано в 1980 году. Тогда учёные были уверены, что на это уйдёт не более пяти лет. Стандартный квантовый предел всё же был взят, но на это ушло на 30 лет больше, чем предполагали теоретики.

Также по теме:
Лазерный пинцет расщепил и столкнул облака ультрахолодных атомов 
Физики получили ранее невиданный тип материи из света 
Физикам удалось обнаружить фотоны, не изменив их свойства 
Квантовые точки в фотовольтаике установили рекорд эффективности 
Новый оптический пинцет захватывает нанометровые объекты, не повреждая их

Категорія: Наука і Технології | Переглядів: 314 | Додав: звезда | Рейтинг: 5.0/1
Всього коментарів: 0
Додавати коментарі можуть лише зареєстровані користувачі.
[ Реєстрація | Вхід ]
Пошук
Фраза дня
Календар
«  Липень 2014  »
ПнВтСрЧтПтСбНд
 123456
78910111213
14151617181920
21222324252627
28293031
Свята та події
Календар свят і подій. Листівки, вітання та побажання
Прогноз погоди
Дніпродзержинськ 
Архів записів
Час життя сайту
Друзі сайту
Освітній портал Сайт о космосе,НЛО,аномалиях Банк Интернет-портфолио учителей Освітній портал MyReferatik
Новини
Copyright MyCorp © 2018Створити безкоштовний сайт на uCoz