量子力學也會影響計時的準確性？_風聞
Science_北京-不惧过往，不畏将来！2020-10-27 13:03
原創 科技工作者 科技工作
研究人員考慮了愛因斯坦相對論之外的量子效應，對時間的性質作出了新預測——一種被稱為“疊加”的量子力學現象會影響高精度時鐘的計時。
《自然通訊》雜誌當地時間10月23日發文稱，美國達特茅斯學院（DC）、聖安瑟姆學院（SAU）和聖克拉拉大學（SCU）的研究人員在物理學理論研究方面取得突破。
他們考慮了愛因斯坦相對論之外的量子效應，對時間的性質作出了新預測——一種被稱為“疊加”的量子力學現象會影響高精度時鐘的計時。
“疊加”是指原子在同一時間以一種以上狀態存在的能力。它會導致原子鐘的修正，即量子時間膨脹。
“每當開發出更精確的時鐘，人類就會對世界有新的認識。”SAU物理學助理教授、DC兼任助理教授、項目負責人Alexander Smith説，“量子時間膨脹是量子力學和愛因斯坦相對論的結果，這為基礎物理相關研究創造了新的可能性。”
20世紀初，愛因斯坦“繪製”了關於時間和空間的革命性圖景。他指出，時鐘經歷的時間取決於它“滴答”跳動的速度。這完全背離了牛頓提出的“時間絕對概念”。
量子力學是控制原子領域的運動理論。在量子力學領域，時鐘彷彿是以兩種不同速度同時運動——這就是速度的“量子疊加”。Smith等考慮了這種可能性，並提出了計時的概率理論，從而引出了量子時間膨脹的預測。
碳年代測定法是藉助原子的衰變確定有機物年齡的方法。類似的，被激發原子的壽命就像一台時鐘。如果這樣一個原子以不同速度疊加運動，它的壽命將發生改變——具體取決於以一定速度運動的原子的疊加性質。原子壽命的修正尺度是非常微觀的，人類還無法對其進行合理測量。
然而，一旦科學家能夠解釋這種效應，就能用最先進的原子鐘來測量量子時間膨脹。研究人員表示，雖然該研究在理論方面取得了巨大進展，但想要完全理解量子時間膨脹還為時過早。
編譯：雷鑫宇
審稿：西莫
責編：陳之涵
期刊來源：《自然通訊》期刊編號：2041-1723
原文鏈接：
https://phys.org/news/2020-10-timekeeping-theory-combines-quantum-clocks.html
版權聲明：本文為原創編譯，中文內容僅供參考，一切內容以英文原版為準。轉載請註明來源。
轉載本公號內容請聯繫授權