根據(jù)達(dá)特茅斯學(xué)院，圣安塞爾姆學(xué)院和圣塔克拉拉大學(xué)的理論研究，一種稱為疊加現(xiàn)象的量子力學(xué)現(xiàn)象會影響高精度時鐘的計時。

研究描述的效果顯示，疊加-的一個原子的能力在一個以上的狀態(tài)在同一存在時間-leads在校正原子鐘稱為“量子時間膨脹”。

這項發(fā)表在《自然通訊》雜志上的研究考慮了愛因斯坦相對論之外的量子效應(yīng)，從而對時間的本質(zhì)做出了新的預(yù)測。

“每當(dāng)我們開發(fā)出更好的時鐘時，我們都會學(xué)到一些新的東西，”圣安瑟姆學(xué)院物理學(xué)助理教授，達(dá)特茅斯學(xué)院兼職助理教授亞歷山大·史密斯說。亞歷山大·史密斯是達(dá)特茅斯大學(xué)的初級研究員，領(lǐng)導(dǎo)這項研究。研究員協(xié)會。“量子時間膨脹是量子力學(xué)和愛因斯坦相對論的結(jié)果，因此提供了在相交處測試基礎(chǔ)物理的新可能性。”

1900年代初期，愛因斯坦(Albert Einstein)通過展示時鐘所經(jīng)歷的時間取決于其運行的速度，展示了時空的革命性畫面-隨著時鐘的速度增加，時鐘的滴答聲速率降低。這與艾薩克·牛頓爵士絕對的時間觀念完全不同。

量子力學(xué)是控制原子領(lǐng)域的運動理論，它允許時鐘像同時以兩種不同的速度運行一樣移動：速度的量子“疊加”。該研究論文考慮了這種可能性，并提供了一種計時概率理論，從而導(dǎo)致了對量子時間膨脹的預(yù)測。

為了開發(fā)新理論，研究小組將量子信息科學(xué)的現(xiàn)代技術(shù)與1980年代開發(fā)的理論相結(jié)合，該理論解釋了時間如何從引力量子理論中脫穎而出。

這項研究的共同作者，圣克拉拉大學(xué)的講師Mehdi Ahmadi說：“幾十年來，物理學(xué)家一直試圖在量子理論中適應(yīng)時間的動力學(xué)性質(zhì)。” “在我們的工作中，我們預(yù)測相對論時間膨脹的校正，這是因為用于測量這種效應(yīng)的時鐘本質(zhì)上是量子力學(xué)的。”

就像碳定年依靠衰變的原子來確定有機(jī)物的年齡一樣，被激發(fā)的原子的壽命也像時鐘一樣。如果這樣的原子以不同速度的疊加運動，則其壽命將取決于相對于以一定速度移動的原子的疊加性質(zhì)而增加或減少。

原子壽命的校正量很小，以至于無法以對人類規(guī)模有意義的術(shù)語進(jìn)行測量。但是，考慮到這種影響的能力可以使用最先進(jìn)的原子鐘對量子時間膨脹進(jìn)行測試。

正如可能難以預(yù)測量子力學(xué)在醫(yī)學(xué)成像，計算和顯微術(shù)中的應(yīng)用的時間是在1900年代初發(fā)展時一樣，現(xiàn)在想象量子時間膨脹的全部實際含義還為時過早。