(а) Карта экспериментального выхода фотоэлектронов в зависимости от задержки между импульсами XUV и NIR. 
(b) Смоделированная карта выхода фотоэлектронов с использованием центральной энергии XUV 24,587 эВ и ширины полосы XUV 0,09433 эВ. 
Авторы и права: Исследование физического обзора (2022 г.). DOI: 10.1103/PhysRevResearch.4.043041

Группа исследователей из Университета Упсалы в Швеции открыла новый способ измерения времени. Они опубликовали свою работу в журнале Physical Review Letters .

До сих пор средства измерения течения времени включали в себя подсчет некоторых предопределенных единиц измерения от одного момента времени до другого — например, подсчет секунд, которые проходят, когда человек бежит. Таким средством измерения времени является метод, используемый традиционными часами, а также атомными часами. В этой новой попытке исследователи нашли способ измерять течение времени совершенно другим способом — используя волнообразную природу ридберговских состояний.

Атомы Ридберга — это атомы, которые были обстреляны лазерами, чтобы перевести их электроны в состояния с чрезвычайно высокой энергией, что также отталкивает электроны дальше от ядра. То, как движутся электроны, описывается как их ридберговское состояние, а математический способ, которым они характеризуются, известен как их волновой пакет.

Предыдущие исследования показали, что когда волновые пакеты Ридберга сталкиваются с другими пакетами в своем роде, может возникнуть интерференция. И когда это происходит, могут возникать уникальные рябь. И, как отмечают исследователи в этой новой работе, если у вас есть несколько волновых пакетов, перемещающихся в одном и том же квантовом «пруде», вы получаете множество различных типов интерференции с множеством уникальных развивающихся моделей. И, как они далее отметили, каждый уникальный образец представляет собой уникальное количество времени, которое потребовалось для эволюции по сравнению со всеми остальными поблизости. А это значит, что их можно использовать в качестве меток времени.

Исследователи провели серию экспериментов, в ходе которых тестировали эти метки времени, чтобы выяснить, можно ли их использовать в качестве нового способа измерения времени. Каждый из них включал возбуждение атомов гелия лазерным импульсом вместе с короткими импульсами ультрафиолетового света, что позволяло измерять спектр. Они обнаружили, что их «часы», как они их называли, могут работать таким образом, что позволяют измерять до 81 пикосекунды и что их погрешность не превышает восьми фемтосекунд.