Сверхточные атомные часы могут измерить эффекты общей теории относительности – ученые

Гравитация изображение

Когда мы говорим об общей теории относительности, мы обычно обсуждаем вещи больших масштабов и массивные объекты. Но это скоро изменится.

Исследователи сообщили, что новейшие типы атомных часов достаточно чувствительны, чтобы измерять релятивистские эффекты в миллиметровом масштабе.

Документ с описанием работы еще не прошел рецензирование и доступен на ArXiv.

По словам ученых, им удалось измерить гравитационное красное смещение в одном миллиметровом образце ультрахолодного стронция. Это невероятное достижение.

Гравитационное красное смещение — это явление, при котором фотон, покидающий гравитационную яму (в данном случае наша планета), растягивается гравитацией массивного объекта. Обычные атомные часы смогли измерить такой эффект в масштабах от 30 сантиметров до тысяч километров, а теперь оптические атомные часы доводят его до самого маленького масштаба.

Атомы дрожат на очень определенных частотах, которые можно измерить с помощью фотонов. И на эти фотоны влияет гравитационное красное смещение. Эффект действительно незначительный, но теперь его можно измерить. Команда собрала решетку из 100 000 атомов стронция при температуре, близкой к абсолютному нулю. Они измерили их частоты и смогли определить, что действительно было гравитационное красное смещение.

Этот захватывающий предварительный результат достигнут благодаря невероятной чувствительности этих оптических атомных часов.

Ранее в этом году команда под руководством профессора Цзюнь Е объявила, что достигла высочайшей точности для часов. Их три часа были настолько точными, что погрешности в сделанных измерениях никогда не превышали 8 частей из 1018 (или 0,000000000000000008).

Но этот невероятный результат — только начало. Команда планирует довести точность до предела и надеется вскоре достичь измерений в 100 или, может быть, даже в 1 000 раз лучше, чем было продемонстрировано в этом году.

«Нас ждут очень интересные открытия, если мы дойдем до времен, чувствительных к очень малой кривизне пространства-времени», — сказал профессор Йе, когда было объявлено, что он выиграл премию 2022 года за прорыв в фундаментальной физике.

По словам ученых, как только они станут достаточно чувствительными, эти часы будут измерять как релятивистские эффекты, так и квантово-механические эффекты.

«Две важнейшие теории физики не работают вместе, когда мы используем их в комбинации для объяснения таких вещей, как черные дыры. Так что наблюдение за их взаимодействием в лаборатории откроет невероятное новое окно в границы нашего понимания физики», — заявили исследователи.

Ранее Курсор писал, что физики смогли измерить продолжительность жизни нейтронов. Международная группа исследователей провела самое точное в мире измерение продолжительности жизни нейтрона, которое может помочь ответить на вопросы о ранней Вселенной.

Ученые разгадали многовековую тайну физики. Исследователи Техниона нашли эффективное решение известной проблемы трех тел в физике.

Физики разгадали загадочную тайну нанонауки. Команда физиков раскрыла загадку загадочного явления в области нанонауки: почему некоторые сверхмалые источники тепла остывают быстрее, если поместить их ближе друг к другу.

Курсор писал, что физики впервые создали «атомный торнадо». Ученые создали первый в мире атомный вихревой пучок — закрученный смерч из атомов и молекул с загадочными свойствами, которые еще предстоит понять.

Курсор также сообщал, что физики открыли новый электронный феномен. Исследователи-физики из лаборатории Atomic LEGO Университета Северной Флориды обнаружили новое электронное явление, которое они назвали «асимметричным сегнетоэлектричеством».

Физики впервые подтвердили одну из теорий Стивена Хокинга о черных дырах. Физики впервые экспериментально подтвердили одну из теорий Стивена Хокинга о черных дырах. Теорема Хокинга предсказала, что площадь горизонта событий черной дыры никогда не может уменьшиться.

Кроме этого, физики доказали существование мнимой части квантовой механики. Международная исследовательская группа доказала, что мнимую часть квантовой механики можно наблюдать в действии в реальном мире.

Искусственный интеллект смог решить уравнение Шредингера. Уравнение Шредингера — основное уравнение нерелятивистской квантовой механики, описывающее динамику частиц.

Ранее Курсор писал, что израильские ученые решили старейшую проблему физики.

Физики сомневаются в существующей теории расширения Вселенной.

Курсор сообщал, что на Большом адронном коллайдере нашли новую частицу.

Эксперименты на Большом адронном коллайдере обнаружили отклонения от Стандартной модели.

Ранее Курсор писал, что ученые измерили самую короткую единицу времени, а CERN одобрила план постройки нового огромного адронного коллайдера.

Напомним Курсор сообщал о том, что ученые открыли новое состояние материи.

Читайте последние новости Израиля и мира на канале Курсора в Telegram.

Автор материала:
Таня Нати
ТЭГИ: