Тайна квантового времени: физики нашли ключ к управлению скоростью реальности

Вопрос о природе времени веками ставил в тупик ученых, а появление квантовой механики лишь усложнило задачу. Профессор Хуго Дил из EPFL отмечает, что центральной проблемой остается роль времени в квантовых переходах, которые происходят на невероятных скоростях — порядка десятков аттосекунд (10^-18 секунды). За это мгновение свет не успевает пересечь даже ширину вируса.

Измерение таких интервалов крайне сложно, так как любые внешние часы рискуют вмешаться в хрупкий квантовый процесс. Команда Дила разработала метод, позволяющий обойтись без внешних приборов. Исследователи использовали квантовую интерференцию: когда электроны поглощают фотоны и покидают материал, они несут информацию, закодированную в их спине. Анализируя изменения спина, ученые определили длительность перехода.

В экспериментах использовалась фотоэлектронная спектроскопия с угловым и спиновым разрешением (SARPES). Интенсивный синхротронный свет выбивал электроны из материалов, после чего физики фиксировали их энергию, направление и спин. Процесс возбуждения электрона проходит по нескольким путям одновременно, и их интерференция оставляет четкий след в спиновом паттерне.

Исследование показало, что на скорость квантового события напрямую влияет атомная структура вещества. Ученые протестировали медь, слоистые материалы (диселенид и дителлурид титана) и теллурид меди с цепочечной структурой. Выяснилось: чем проще и «двумернее» структура, тем дольше длится переход. В трехмерной меди процесс занял 26 аттосекунд, в слоистых структурах — до 175, а в цепочечных превысил 200 аттосекунд.

Это открытие дает глубокое понимание того, что определяет задержку времени на квантовом уровне и в какой степени переходы можно считать мгновенными. Новый инструмент поможет ученым проектировать материалы с заданными свойствами для технологий будущего, требующих прецизионного контроля квантовых состояний.

Источник: Cell.com

Больше новостей в телеграм-канале: Quantum Drift