W 1797 r. angielski naukowiec Henry Cavendish zmierzył siłę powaga Z modą wykonaną z peletów ołowianych, drewnianych prętów i drutu. W XXI wieku naukowcy robili coś bardzo podobnego z bardziej złożonymi narzędziami: atomami.
Grawitacja może być wczesnym tematem na wstępnych zajęciach z fizyki, ale to nie znaczy, że naukowcy wciąż próbują mierzyć ją z coraz większą dokładnością. Teraz grupa fizyków zrobiła to, korzystając z efektów dylatacja czasu Spowolnienie czasu spowodowane wzrostem prędkości lub siłą grawitacji – na atomach. W artykule badawczym opublikowanym dzisiaj (13 stycznia) w czasopiśmie Science naukowcy ogłaszają, że byli w stanie zmierzyć krzywiznę czasoprzestrzeni.
Eksperyment jest częścią dziedziny naukowej zwanej interferometrią atomową. skorzystaj z zasady Mechanika kwantowa: Tak jak fala świetlna może być reprezentowana jako cząsteczka, tak cząsteczka (jak atom) może być reprezentowana jako „pakiet fal”. Tak jak fale świetlne mogą interferować i tworzyć zakłócenia, tak samo mogą być pakiety falowe.
Związane z: 10 zaskakujących rzeczy, które powinieneś wiedzieć o fizyce kwantowej
W szczególności, jeśli wiązka fal atomu została podzielona na dwie części, pozwolono im coś zrobić, a następnie zrekombinowała, fale mogą już się nie układać — innymi słowy, zmieniły się ich fazy.
„Próbuje się wydobyć przydatne informacje z tego przesunięcia fazowego” – powiedział Space.com Albert Rora, fizyk z Instytutu Technologii Kwantowych w Ulm w Niemczech, który nie był zaangażowany w nowe badania. Rora Napisałem utwór „Perspektywy” O nowych badaniach, opublikowanych online w tym samym numerze Science Today.
fala grawitacyjna Detektory działają na podobnej zasadzie. Badając cząstki w ten sposób, naukowcy mogą dostroić liczby kryjące się za niektórymi z głównych mechanizmów działania wszechświata, takimi jak zachowanie elektronów i jaka jest naprawdę silna grawitacja – oraz jak subtelnie zmieniają się one nawet na stosunkowo niewielkich odległościach.
To najnowszy efekt, który zmierzył Chris Overstreet ze Stanford University i jego współpracownicy Nowe badanie. W tym celu stworzyli „fontannę atomową”, składającą się z rury próżniowej o długości 33 stóp (10 m), ozdobionej pierścieniem u góry.
Naukowcy kontrolowali fontannę atomową, wystrzeliwując przez nią impulsy laserowe. Jednym impulsem uwolnili od dołu dwa atomy. Dwa atomy osiągnęły różne wysokości przed ustąpieniem drugiego impulsu. Trzeci impuls zapalił atomy poniżej, rekombinując wiązki fal atomów.
Naukowcy odkryli, że dwie paczki fal były w przesuniętej fazie – znak, że pole grawitacyjne w fontannie atomowej nie było całkowicie jednorodne.
„to jest w ogólna teoria względnościW rzeczywistości można to rozumieć jako efekt krzywizny czasoprzestrzeni” – powiedział Rora Space.com, odnosząc się do jednej z najsłynniejszych teorii Alberta Einsteina.
Ponieważ atom, który uniósł się wyżej, znajdował się bliżej pierścienia, doznał większego przyspieszenia dzięki grawitacji pierścienia. W idealnie jednolitym polu grawitacyjnym zniwelowałbyś te efekty. Nie to się tutaj wydarzyło. Pakiety falowe atomów były natomiast w przesuniętej fazie, a dzięki efektom dylatacji czasu atom, który doświadczył większego przyspieszenia, był poza czasem ze swoim odpowiednikiem.
Rezultatem jest niewielka zmiana, ale interferometria atomowa jest wystarczająco czuła, aby ją wykryć. A ponieważ naukowcy mogą kontrolować pozycję i masę pierścienia, Rora powiedział Space.com, „są w stanie mierzyć i badać te efekty”.
Chociaż technologia stojąca za tym odkryciem — interferometria atomowa — może wydawać się niejasna, pewnego dnia może zostać zastosowana interferometria atomowa. Wykrywanie fal grawitacyjnych i pomóż nam Nawigacja lepsza niż GPS, powiedzieli naukowcy.
Śledź nas na Twitterze Umieść tweeta lub wł. Portal społecznościowy Facebook.
„Certyfikowany guru kulinarny. Internetowy maniak. Miłośnik bekonu. Miłośnik telewizji. Zapalony pisarz. Gracz.”
More Stories
Firma zajmująca się planowaniem powierzchni handlowych CADS postrzega technologię jako odpowiedź na Święta Wielkanocne i inne sezonowe wyzwania w 2024 r. — Retail Technology Innovation Hub
Astronomowie odkryli, że woda unosi się w części przestrzeni, która tworzy planetę
Tęskniłam za nim bardzo długo! Satelita NASA i martwy rosyjski statek kosmiczny zbliżają się do siebie na swojej orbicie