Эффект замедления времени был измерен с помощью «атомного фонтана»

В 1797 году английский ученый Генри Кавендиш измерил силу притяжения с помощью устройства, сделанного из свинцовых шаров, деревянных стержней и проволоки.

Ученые замедлили время с помощью "атомного фонтана"

В 21 веке ученые делают нечто подобное с помощью более сложных инструментов - атомов.

Гравитация может быть предметом начального курса физики, но это не значит, что физики не пытаются измерить ее со все возрастающей точностью.

Теперь используется эффект замедления времени, вызванного увеличением скорости или гравитации.

В статье, опубликованной 13 января в журнале Science, исследователи сообщают, что им удалось измерить кривизну пространства-времени.

Эксперимент является частью области науки, называемой атомной интерферометрией. Он использует принцип квантовой механики: атомы могут быть представлены и как частицы, и как волны. Как световые волны они накладываются друг на друга и создают интерференцию.

В частности, если волну-атом разделить на две части, дать ему возможность что-то сделать, а затем снова объединить, волны могут больше не выстраиваться в одну линию - другими словами, их фазы изменились.

"Из этого фазового сдвига можно попытаться извлечь полезную информацию", - прокомментировал исследование Space.com Альберт Рура, физик из Института квантовых технологий в Ульме (Германия), который не принимал участия в новом проекте.

Детекторы гравитационных волн работают по аналогичному принципу. Изучая частицы таким образом, ученые могут уточнить цифры, лежащие в основе некоторых ключевых процессов Вселенной, таких как поведение электронов и сила гравитации - и как она неуловимо меняется даже на относительно небольших расстояниях.

Именно этот последний эффект Крис Оверстрит из Стэнфордского университета и его коллеги измерили в новом исследовании. Для этого они создали "атомный фонтан", состоящий из вакуумной трубки высотой 10 метров, украшенной кольцом на самом верху.

Исследователи управляли атомным фонтаном, пропуская через него лазерные импульсы. Одним импульсом они запускали два атома снизу вверх. Частицы достигли разной высоты, после чего второй импульс отправил их обратно вниз. Третий импульс поймал атомы на дне, рекомбинируя волновые пакеты атомов.

Исследователи обнаружили, что два волновых пакета были вне фазы - признак того, что гравитационное поле в атомном фонтане не было полностью однородным.

"Это... в общей теории относительности может быть понято как эффект искривления пространства-времени", - говорит Рура, ссылаясь на одну из самых известных теорий Альберта Эйнштейна.

Поскольку атом, поднявшийся выше, он испытал большее ускорение благодаря гравитации кольца. В идеально однородном гравитационном поле такие эффекты нивелировались бы.

В данном случае этого не произошло: волновые пакеты атомов оказались не в фазе, и благодаря эффекту замедления времени атом, испытавший большее ускорение, немного не успевал за своим компаньоном.

Результат - мизерное изменение, но интерферометрия атомов достаточно чувствительна, чтобы уловить его.

А поскольку ученые могут контролировать размещение и массу кольца, они могут измерять и изучать эти эффекты.

ХИ еще: атомная интерферометрия однажды может быть использована для обнаружения гравитационных волн и поможет нам ориентироваться лучше, чем GPS, говорят исследователи.

В Украине введут систему проверок субсидиантов Всех получателей субсидий проверят - Кабмин В Украине в связи с монетизацией субсидий намерены ввести систему... 11 червня 2018 / Політика
Темник для ЗСУ: подробно о том, как открывать огонь Минобороны выпустили темник для армии В распоряжение частей, расположенных на территории проведения ООС,... 27 липня 2020 / Політика
Украинцы не уверены, что ВР поступил неправильно, не отправив в отставку правительство Украинцы никого не винят в политическом кризисе - исследование Украинское общество не располагает четким представлением о путях... 17 березня 2016 / Політика
Лондон, пивное цунами: история и последствия - интересные факты Пивное цунами Лондона В октябре 1814 года по Лондону прокатилось пивное цунами, унеся при этом... 16 травня 2019 / Цікавий світ
Погода