科学家发现了一种全新的测量时间的方法。

https://www.dprenvip.com/wp-content/uploads/2025/10/TimeLapseImageOfClockFaceAndClockHands.jpg在我们这个充满滴答作响的时钟和摆动钟摆的世界里，确定时间的流逝很简单，只需计算“过去”与“现在”之间的秒数。

然而，在电子活跃的量子尺度下，“过去”并不总能被准确预测。更糟糕的是，“现在”也常常模糊不清。在某些情况下，秒表根本派不上用场。

瑞典乌普萨拉大学的研究人员在2022年的一项研究中指出，或许可以从量子迷雾的形态中找到潜在解决方案。

他们对里德伯态的波状性质进行实验，揭示了一种无需精确起始点就能测量时间的新方法。

里德伯原子就如同粒子王国中过度膨胀的气球。通过激光而非空气使其膨胀，这些原子中的电子处于极高能量状态，在远离原子核的轨道上运行。

当然，并非每次激光照射都要将原子膨胀到夸张程度。实际上，激光常被用于激发电子进入更高能态，以实现各种用途。

在一些应用中，可使用第二束激光监测电子位置的变化，包括时间的流逝。例如，这些“泵浦 – 探测”技术可用于测量某些超快电子设备的速度。

诱导原子进入里德伯态对工程师来说是个实用技巧，尤其在设计量子计算机的新型组件时。毋庸置疑，物理学家已积累了大量关于电子被激发进入里德伯态时运动方式的信息。

不过，由于它们具有量子特性，其运动不像珠子在小算盘上滑动，而更像是在玩轮盘赌，每次球的滚动和跳动都被压缩在一场概率游戏中。

这场里德伯电子轮盘赌背后的数学规则被称为里德伯波包。

如同实际的波一样，若空间中有多个里德伯波包荡漾，就会产生干涉，形成独特的波纹图案。

将足够多的里德伯波包投入同一原子“池塘”，这些独特图案将分别代表波包相互演化所需的不同时间。

正是这些时间的“指纹”，成为了这组实验背后的物理学家们想要测试的对象，结果表明它们具有足够的一致性和可靠性，可作为一种量子时间标记。

他们的研究包括测量激光激发的氦原子的结果，并将发现与理论预测相匹配，以展示其标志性结果如何代表一段时间。

“如果你使用计数器，就必须定义零点，从某个点开始计数，”领导该团队的瑞典乌普萨拉大学物理学家玛尔塔·贝尔霍茨在2022年向《新科学家》解释道。

“这种方法的好处在于，你无需启动时钟，只需观察干涉结构，然后说‘好的，已经过去了4纳秒’。”

一份里德伯波包演化指南可与其他测量微小尺度事件的泵浦 – 探测光谱技术结合使用，在“过去”与“现在”不太明确，或测量起来过于不便的情况下发挥作用。

重要的是，这些“指纹”都无需“过去”和“现在”作为时间的起始和终止点。这就好比在测量一位未知短跑运动员与一些设定速度的竞争对手的比赛。

通过在泵浦 – 探测原子样本中寻找里德伯态干涉的特征，技术人员能够观测到短至1.7万亿分之一秒的事件时间标记。

未来的量子时钟实验可以用其他原子替代氦，甚至使用不同能量的激光脉冲，以拓宽时间标记指南，适应更广泛的条件。