MIT tăng gấp đôi độ chính xác của đồng hồ nguyên tử quang học nhờ thủ thuật lượng tử

Các nhà vật lý tại MIT đã phát triển một kỹ thuật lượng tử mới gọi là quang phổ pha toàn cục, giúp tăng gấp đôi độ chính xác của đồng hồ nguyên tử quang học bằng cách vượt qua nhiễu lượng tử, một rào cản cơ bản trong việc đo dao động nguyên tử. Đồng hồ nguyên tử quang học, sử dụng các nguyên tử như ytterbium dao động lên tới 100 nghìn tỷ lần mỗi giây, chính xác hơn đồng hồ truyền thống dựa trên cesium nhưng bị giới hạn bởi nhiễu lượng tử làm mờ nhịp điệu tự nhiên của chúng. Phương pháp mới tận dụng một "pha toàn cục" tinh tế do laser tạo ra trong các nguyên tử ytterbium rối lượng tử, khuếch đại tín hiệu này thông qua sự rối lượng tử để phát hiện gấp đôi số "nhịp" nguyên tử mỗi giây và cải thiện đáng kể độ ổn định của đồng hồ. Tiến bộ này dựa trên nghiên cứu trước đây của MIT liên quan đến kỹ thuật rối lượng tử và đảo ngược thời gian đã nâng cao độ chính xác của đồng hồ vi sóng nhưng chưa được áp dụng thành công cho các đồng hồ quang học nhanh hơn nhiều. Bằng cách khuếch đại tín hiệu pha toàn cục còn lại do tương tác laser với các nguyên tử rối lượng tử, các nhà nghiên cứu có thể phát hiện và điều chỉnh sự trôi laser hiệu quả hơn, một nguồn gây mất ổn định chính. Đột phá này mở đường cho các thiết bị nhỏ hơn...