Група  учених розробила нову версію атомного інтерферометра з функцією самокорекції, що підвищує чутливість пристрою у 1000 разів, відкриваючи можливості для виявлення слабких взаємодій темної матерії, темної енергії та гравітаційних хвиль у нових частотних діапазонах.

Атомні інтерферометри, вперше винайдені у 1991 році, використовують квантовий феномен суперпозиції, за якого атом поводиться як хвиля. Під впливом лазерних імпульсів хвиля розділяється, а після зворотного злиття створює інтерференційну картину, що дозволяє вимірювати сили, які діють на атом. Ця технологія демонструє надзвичайну точність у виявленні найменших змін у відстанях, що є ключовим для досліджень темної матерії, вплив якої, як зазначив Тімоті Ковачі, “має бути досить слабким, бо ми її досі не бачили”.

Однак через високу чутливість інтерферометри вразливі до зовнішніх впливів, таких як спонтанна емісія фотонів, яка може змінити траєкторію атомів і накопичувати помилки у вимірюваннях. Вирішення цієї проблеми пропонує новий метод оптимізації лазерних імпульсів за допомогою машинного навчання, що дозволяє автоматично коригувати послідовність імпульсів і зменшувати похибки.

Експериментальні результати підтвердили значне покращення продуктивності нового інтерферометра: сигнал підсилюється у 1000 разів, а точність роботи без оптимізації зросла в 50 разів. Як зазначається у статті, ці досягнення можуть істотно покращити квантові сенсори для широкого спектра завдань, включно з пошуком темної матерії, темної енергії та гравітаційних хвиль.

Пошуки темної енергії, вперше запропонованої 26 років тому, є ключовою метою сучасної фізики. Удосконалені інтерферометри дозволяють вченим розширити можливості експериментальних досліджень і перевірити навіть найменші відхилення від теорії гравітації, що сприятиме розкриттю фундаментальних загадок Всесвіту.

Схожі новини:

1. Темну матерію можна шукати за допомогою детекторів гравітаційних хвиль
2. Темну матерію пропонують досліджувати за допомогою гравітаційних хвиль
3. Британські фізики розробили технологію виявлення темної матерії на Землі