Надточний атомний годинник можуть виміряти спотворення простору-часу

Альберт Ейнштейн припустив, що час у Всесвіті тече з різною швидкістю - чим ближче об'єкт знаходиться до джерела гравітації, тим повільніше хід часу. Саму ж гравітацію описують як універсальне взаємодія між усіма матеріальними тілами. Вчені впевнені, що досить точні атомні годинники можуть служити інструментом, за допомогою якого можна виміряти те, як об'єкти за рахунок гравітації спотворюють навколишній простір.

Ендрю Ладлоу, фізик з Національного інституту стандартів і технологій в Боулдері, штат Колорадо, розповів про вельми незвичайний експеримент. Будь-який годинник - це просто прилад, що вимірює час. Точками відліку можуть бути і коливання маятника, і вібрація атома - принципової різниці між ними немає, питання лише в точності. Однак оптичні годинник, які використовували дослідники, хоч і дотримуються такого самого принцип, але відрізняються від звичної нам системи.

Для початку вчені використовували лазери, щоб створити імпровізовану пастку для атомів в формі ряду «чашок». Тисячі атомів ітербію заповнюють ці ємності, і якщо впливати на них лазерним променем правильної частоти, то електрони на орбіті здійснять перехід на один енергетичний рівень. За секунду вони здійснять неймовірну кількість переходів (близько квадрильйона), проте це число фіксоване. Як тільки лазер налаштований на «ідеальну» частоту і цей крок пройдений - починається переклад інформації з частоти лазерного випромінювання в сигнал, який може прийняти і розшифрувати електронний пристрій, тобто ті самі години.

У чому ж новизна відкриття? За фактом, дослідники змогли настільки точно встановити частоту випромінювання, що тепер ці дані можна використовувати для визначення впливу гравітації на сам простір-час. Похибка годин незначна: треба було б час, що перевищує вік нашого Всесвіту (13, 8 мільярда років), щоб годинник «втратили» секунду через дрібних неточностей вимірювання. На сьогоднішній день це найкращі атомний годинник з усіх, що були створені. Фізики вже планують використовувати їх для виявлення загадкової темної матерії: засікти її дуже непросто, і один з найнадійніших способів - виміряти вплив гравітації цієї субстанції на простір-час навколо неї. У космосі годинник майже не будуть схильні до локального гравітаційного впливу (як, наприклад, зараз на них впливає гравітація Землі), а тому вимірювання будуть ще більш точними.

Рекомендуємо

Гонки на газонокосарках: самий божевільний вид спорту
2019
8 легендарних автомобілів Isdera
2019
Найгостріший ніж з картону
2019