Atomik metronom, etkileyici zaman kesirlerini ölçebilir

Zamanın ölçülmesi kolay bir iş değildir, zamanın inanılmaz derecede küçük kesirlerini ölçmek imkansız görünüyordu. Öyle görünüyordu - fizik bir kez daha engelleri aşmaya karar verinceye kadar ve bir bilim adamları ekibi elektronların hareketini saniyenin milyarda biri kadar ölçebildiler. Ve bunu yapmak için atomik bir metronom kullandılar. Bu ilerleme, fotosensörlerde ve voltaik enerjide iyileşmelere izin verebilir.

Bir elektron hala atomlara eklenmesi hareketi olabilen, iyonlaşma denilen bir atomdan çıktığında - çok kısa bir zaman ölçeğindeki bir dalga gibi yukarı ve aşağı salınır. Avusturya’daki TU Wein’ten ve Central Florida Üniversitesi’ndeki CREOL Koleji’nden araştırmacılar oldukça zor görünen bir şeyi yaptı: Bu minimum salınımı ölçmek.

Ultra hassas ölçüm

TU Wien'in Stefan Donsa, ölçümü üzerinde çalışırken yeni ölçüm yönteminin geliştirilmesine yardımcı oldu. Bu salınım dalgasının fazının uzayda ve zamanda hangi noktada bulunduğunu söyleyebileceğini açıklıyor. “İki kuantum dalgası, bir dalganın her tepe noktasının diğerinin zirvesine uyacak şekilde üst üste binmesi durumunda, toplanırlar. Ama eğer dalgaları hafifçe değiştirirseniz, bir dalganın tepesi diğerinin oluklarına çakışır, onlar da iptal edilebilir ”dedi.

Elektronik salınımları herhangi bir faz değişikliği olmadan zamanlamak için, bilim insanları, atomik metronom olan kuantum metronomuna benzer bir şey yarattılar. TU Wien'in Iva Brezinova'sı, lazer nabız iyonize helyum atomlarının zaten farklı bilgisayarlarda bilgisayar simülasyonları tarafından incelendiğini söylüyor, ancak helyum atomunun lazer nabzından bir fotonu absorbe edebileceğini ve bir elektron yayabileceğini açıklıyor. ve bu elektronun ölçülmesi oldukça zor olan belirli bir aşaması vardır.

(Fotoğraf: Getty Images)

Genel olarak, iyonizasyon altında, bir atom sadece bir foton alır, ancak çoklu fotonik iyonizasyon da mümkündür. Bir atom iki foton absorbe ettiğinde, çektiği elektron çok spesifik bir enerjiye sahiptir ve normalden daha yüksektir. Bu kinetik enerjiyi ölçerek, elektronu salınım halindeyken izlemek mümkündür.

Bir atomdan ayrıldığında bir elektronun fazının doğrudan ölçülmesini sağlayan bu izleme işlemini yapabilen atomik metronomun gelişimi fizik için büyük bir gelişmedir. “Yeni ölçüm protokolümüz, çok özel lazer darbelerini birleştirerek elektronik faz bilgisini mekansal dağılımına çevirmemizi sağlıyor. Doğru tipte lazer darbeleri kullanarak, faz bilgileri doğrudan elektronların açısal dağılımından elde edilebilir ”, diye açıklıyor Donsa.