Foto: N. Phillips/NIST
Physiker erstellt haben Atomuhren so präzise, dass Sie auch Messen können Verzerrungen in der Raumzeit, entsprechend der neuen Forschung.
Wir haben nicht alle Zeit gleich vorbei—die Zeit vergeht langsamer, näher, etwas, massive Anziehungskraft, als bekanntlich die Theorie von Albert Einstein. Und da die Schwerkraft in der Regel verstanden als der Weg der Masse verzerrt den Raum selbst, dass bedeutet eine präzise-genug Atomuhr könnte als ein wissenschaftliches Werkzeug für die Messung, wie die Objekte ändern die Form Ihrer umgebenden Raum.
“Wir haben gemeldet, Messungen von zwei Uhren, die im Prinzip übersteigen unsere Fähigkeit zu berücksichtigen [dieser Effekt] auf der Oberfläche der Erde,” Andrew Ludlow, Physiker am National Institute of Standards and Technology in Boulder, Colorado, sagte Gizmodo.
Uhren sind lediglich tools, die Messen, wie die Zeit vergeht durch zählen einer sich wiederholenden Sache, sei es ein schwingendes Pendel oder eine vibrierende atom. Optisches Gitter Uhren, wie die, die in dieser Studie verwendet werden, funktionieren auf die gleiche Weise—aber doch nicht ganz so einfach.
Wissenschaftler zum ersten mal verwenden Laser, um die Einrichtung einer atom-trapping-Bereich, der geformt ist wie eine Reihe von Tassen. Tausende von ytterbium-Atome füllen Sie jede der Tassen. Wenn struck mit einem laser genau die richtige Frequenz, die Elektronen springen zwischen zwei Energie-Niveaus, eine unglaublich große (fast eine Billiarde), aber die genaue Anzahl von Zeiten pro Sekunde. Sobald der laser ist optimiert, um die perfekte Frequenz um zu beginnen, diese Schwingung, es geht um eine weitere Komponente, genannt eine optische Frequenz-Kamm. Dies dient im wesentlichen wie die Zahnräder der Uhr, die übersetzung des laser-Lichtes in ein signal, das verwendet werden kann, die in der Elektronik zu schaffen, die Zecke.
Hier haben die Forscher im wesentlichen zeichnet sich die Frequenz, eine so hohe Präzision, dass Sie können es verwenden, um präzise Messen, wie die Schwerkraft beeinflusst die Zeit, nach der das Papier in Nature veröffentlicht. Ein paar von ytterbium optische Uhren genau berichtet, die ytterbium – übergang Frequenz innerhalb 10-18 von der tatsächlichen Frequenz, unterschiedlich am meisten von 3,2 x 10-19, mit einem Unterschied der beiden Uhren’ berichtet Frequenzen bei etwa 10-19. Uhren mit diesen Genauigkeiten würde länger dauern als das Alter des Universums (13,8 Milliarden Jahre) zu verlieren eine Sekunde.
Aber die Charakterisierung der Uhren dies auch bedeutete, dass die ytterbium-Uhren konnte erkennen, wie die Schwerkraft der Erde hatte, verlangsamte sich die Zeit, genau zu bestimmen, Ihre Position im Gravitationsfeld der Erde auf einen Zentimeter. Das ist besser als die state-of-the-art Erde-mess-Systeme. Ludlow erklärte, dass das team noch nicht verglichen die Uhren in zwei getrennten Standorten, noch. Einen test wie, dass zeigen würde, die höhere Höhen die Uhr tickt schneller, da die Anziehungskraft der Erde ist die Schwerkraft auf ein Objekt tatsächlich leicht abnimmt, wie das Objekt bewegt sich höher in die Höhe.
Dies ist nur das jüngste Ergebnis von Bemühungen in der ganzen Welt zu erstellen, die die beste Atomuhr. Aber es ist eine fantastische Entwicklung, sagte Andrei Derevianko, theoretischer Physiker an der Universität von Nevada, Reno, der nicht an dieser Studie beteiligt, aber die gearbeitet haben, auf die Theorie, die hinter diesen Uhren. Er sagte Gizmodo, dass Uhren mit dieser Genauigkeit sind noch auf der Suche für Ihre “killer-Applikation.”
Aber die Physiker haben Ideen, wie Sie zu benutzen, vor allem, wenn es um die Jagd nach der dunklen Materie—Sachen, die unsere Augen und Teleskope können nicht direkt sehen, aber die scheint, üben eine gewisse Kraft der Schwerkraft im gesamten Universum. Vielleicht sind diese Uhren erkennen könnte die dunkle Materie aus der Art und Weise seiner Schwerkraft verändert die Raumzeit. Vielleicht können Sie sogar erkennen, Kräuselungen in der Raumzeit, genannt Gravitationswellen. Oder vielleicht ist es Zeit, sich zu bewegen Atomuhren in den Raum, wo Sie sind weniger betroffen durch lokale Unterschiede in der Schwerkraft der Erde. Es ist schwer zu sagen.
Nein, Sie können nicht tragen diese Uhr am Handgelenk oder hängen Sie es an Ihrer Wand—es ist immer noch ein setup gebaut, auf einem Labor-Tisch. Aber wenn Sie könnte, wäre es ziemlich krank, um in der Lage sein, Ihren Freunden zu erzählen, dass Sie zu spät waren, weil Ihre lokalen Gravitationspotential zu hoch war.
[Natur]
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