المؤقت الكمومي: الفوتونات تقيس الزمن ✛

الأصل: "High-Precision Measurement of Time Delay with Frequency-Resolved Hong-Ou-Mandel Interference of Weak Coherent States"
arXiv:2506.03098v2 · 2025-06-03 · CC BY 4.0 · 1 دقيقة
طريقة كمومية جديدة تقيس تأخيرات الضوء بدقة 10 بيكوثانية، مع التمييز بين ألوان الفوتونات.

يساعد التداخل الكمومي في قياس تأخيرات ضئيلة للضوء. إذا سقط فوتونان متماثلان في الوقت نفسه على مرآة نصف شفافة، فإنهما يخرجان معًا دائمًا - مثل موسيقيين يعزفان النوتة بتناغم. لكن إذا تأخر أحدهما ببضع بيكوثوانٍ، يختفي التزامن، وتعجز الكواشف القديمة عن ملاحظته.

أضاف الفيزيائيون إلى الكواشف المطيافية: فالآن يسجل كل كاشف ليس فقط وصول الفوتون، بل تردده أيضًا. الأمر يشبه أن تميز أذنك ليس فقط شدة الصوت بل حدته أيضًا، مما يسمح بسماع التنافر حتى مع فارق زمني كبير. وباستخدام مصفوفة من هذه الكواشف، حقق العلماء دقة فوتومترية تبلغ 10 بيكوثوانٍ، حتى عندما تجاوز التأخير بين الفوتونات زمن تماسكها.

10 بيكوثوانٍ — يقطع الضوء 3 مليمترات، بينما تتحرك الحلزونة مسافة لا تذكر من الذرة. هذه الدقة ضرورية للحواسيب الكمومية وكواشف الموجات الثقالية.

فكرة التداخل الكمومي للفوتونات وصفها لأول مرة روي غلاوبر، وتجارب الفوتونات المتشابكة التي أجراها أنطون تسايلينغر أرست الأساس لقياسات فائقة الدقة.

العلماء
Jeff KimbleLeonard MandelRoy GlauberHendrik LorentzShuji NakamuraVera Rubin
المفاهيم
تأثير هونغ-أو-ماندل عدم يقين زمني تداخل الساعات الكمومية هولوغرام تعديل التردد دقة زمنية مطيافية متماسكة دقة القياس