top of page
הרשמו לידיעון המקוון שלנו

קבלו עידכונים על מאמרים חדשים והתרחשויות אחרות

תודה על הרשמתך

השתתפו במסע אופן הזמן

Ofan Logo a.png

מסע רב חושי בנבכי הזמן, שבו המרבד העשיר של הציוויליזציות הקדומות מתעורר לחיים ושואב אותנו אל תוכו.  

שזירה קוונטית משמשת למדידת סיבוב כדור הארץ בפעם הראשונה

קבוצה של פיזיקאים הצליחה לייצר מדידה של סיבוב כדור הארץ תוך שימוש בפוטונים - חלקיקי האור - שחווים תופעה קוונטית מוזרה הנקראת שזירה. זה מאפשר להם לשפר את הדיוק של המדידה בלמעלה מפי 1,000, וזה יכול לשמש כדי לחקור שאלות של פיזיקה בסיסית.

בניסוי מדענים שלחו פוטונים שזורים (פיתולים אדומים) לתוך אינטרפרומטר שהיה רגיש מספיק כדי למדוד את סיבוב כדור הארץ / Marco Di Vita

אתם אולי תוהים מדוע זה לא שימש קודם לכן. התשובה היא ששזירה קוונטית היא מצב עדין מאד. שני חלקיקים נשזרים והם משתייכים לפתע למצב יחיד. לא משנה כמה הם רחוקים זה מזה, אינטראקציה עם אחד תשפיע על השני - אבל המצב יכול להיות מופרע והחלקיקים חוזרים להיות לא קשורים.


דרך למדוד סיבובים באמצעות אור היא באמצעות מכשיר הנקרא אינטרפרומטר סניאק. האור נשלח דרך לולאה בכיוונים מנוגדים, ובשל סיבוב המערכת, צד אחד יחזור להתחלה בזמן שונה מהשני. אם האור המדובר הוא זוג פוטונים שזורים שנע בכיוונים מנוגדים, קורה משהו מאד מוזר. זה כמו לשלוח את אותו האור בשני הכיוונים בו זמנית וזמן השיהוי בין השניים מוכפל.


כדי לנצל את המאפיין הזה שנקרא, רזולוציית-על (super-resolution), חוקרים מאוניברסיטת וינה שלחו פוטונים שזורים דרך סיב אופטי באורך 2 ק"מ המסודר בלולאה. הם הצליחו לשמור על רעש המערכת נמוך ויציב למשך מספר שעות, ואפשרו לפוטונים שזורים לשרוד את המסע דרכה.


מכשיר כזה נועד למדידת סיבוב באופן אקטיבי, ויש מקור לסיבוב מתחת לרגלינו. כדור הארץ. מכשיר זה מביא סוף סוף את מכניקת הקוונטים לרמת רגישות שהושגה בעבר רק עם אור סטנדרטי שאינו שזור. "זה מייצג ציון דרך משמעותי מאז, מאה שנה לאחר התצפית הראשונה של סיבוב כדור הארץ עם האור, השזירה של קוונטום אור בודד הגיעה סוף סוף לאותם משטרי רגישות", אמרה בהצהרה מחברת שותפה, האוקון יו (Haocun Yu), שעבדה על הניסוי הזה כפוסט דוקטורנטית עמיתה של מארי קירי (Marie-Curie Postdoctoral Fellow).

האינטרפרומטר סניאק בניסוי. שני ק"n של סיבים אופטיים מפותלים סביב מסגרת אלומיניום מרובעת באורך 1.4 מטר / credit: Raffaele Silvestri

אבל למעשה, מדידת סיבוב כדור הארץ לא הייתה המטרה של המכשיר הזה. אינטרפרומטר סניאק תוכנן כדרך למדידה מדויקת של סיבוב מערכות ללא תלות בסיבוב כדור הארץ. מסיבה זו, הצוות היה צריך למצוא דרך לבודד את הסיבוב הנובע מהיותו על פלנטה מסתובבת.


"הליבה של העניין טמונה בהקמת נקודת ייחוס למדידה שלנו, שבה האור נשאר בלתי מושפע מהאפקט הסיבובי של כדור הארץ. לאור חוסר היכולת שלנו לעצור את [כדור הארץ] מלהסתובב, המצאנו פתרון עוקף: פיצול הסיב האופטי לשני סלילים שווים באורכם וחיבורם באמצעות מתג אופטי", הסבירה המחברת הראשי רפאלה סילבסטרי (Raffaele Silvestri).


הפתרון הזה, שבעצם הסתכם בהפעלת מתג במכשיר, אפשר להם לבטל את האות הסיבובי של כדור הארץ. "בעצם הטענו את האור לחשוב שהוא ביקום לא מסתובב", המשיכה סילבסטרי. פריצת הדרך היא הצעד הראשון לדרך חדשה למדידת סיבוב, ולא רק זה; לחוקרים יש ציפיות גדולות ליישומים עתידיים אפשריים.


"אני מאמין שהתוצאה והמתודולוגיה שלנו יקבעו את הבסיס לשיפורים נוספים ברגישות הסיבוב של חיישנים מבוססי שזירה. זה יכול לפתוח את הדרך לניסויים עתידיים הבודקים את התנהגות השזירה הקוונטית דרך עקומות המרחב-זמן", הוסיף המחבר הבכיר פיליפ וולטר (Philip Walther).

מקורות:

39 צפיות0 תגובות

Comments


בקרו בחנות שלנו

הגמל המעופף מביא לכם פריטים יוצאי דופן ומותרות של ימי קדם אל מפתן דלתכם, כמו גם כלים ועזרים למסעות מחקר והרפתקה.

Site banner copy_edited.png
bottom of page