Физики нашли способ измерять время квантовых процессов без использования внешних часов. Их работа помогает ответить на вопрос, который уже тысячи лет беспокоит философов и ученых: что такое время и как оно проявляется в микромире.
На квантовом уровне события происходят с немыслимой скоростью. Например, когда электрон под действием света переходит на более высокий энергетический уровень, все действие занимает всего несколько десятков аттосекунд — это миллиардная доля миллиардной доли секунды. За это время частицы света — фотоны — не успевают пройти даже расстояние, равное размеру вирусной клетки. Измерить столь краткие промежутки невероятно трудно: любое «вмешательство» прибора способно исказить сам процесс, который изучают специалисты.
«Мы можем регистрировать такие короткие интервалы, но внешняя шкала может создавать артефакты, — говорит руководитель работы, профессор Федеральной политехнической школы Лозанны (EPFL) Хуго Диль. — Поэтому мы решили отказаться от часов и воспользоваться методами квантовой интерференции».
Новая методика основана на анализе спина электронов — маленьких магнитов, встроенных в каждую частицу. Когда электрон поглощает фотон и выбивается из материала, его спин изменяется в зависимости от того, как именно проходит переход. В этих едва уловимых изменениях закодирована информация о длительности процесса. Измеряя направление и энергию электронов с помощью спектроскопии фотоэмиссии, ученые вычисляют, сколько времени занял переход с одного уровня энергии на другой.
Источник: hi-tech.mail.ru