Opracowano najdokładniejsze zegary atomowe, którymi możemy wykrywać fale grawitacyjne

Kategorie: 

Źródło: NIST

Narodowy Instytut Standaryzacji i Technologii (NIST) w USA zademonstrował eksperymentalne zegary atomowe, które ustanowiły trzy nowe rekordy wydajności. Urządzenia te są tak precyzyjne, że mogą usprawnić pomiar czasu i nawigację, wykrywać fale grawitacyjne, a być może nawet ciemną materię.

 

Zegary atomowe, zbudowane przez naukowców z NIST, utrzymują tysiąc atomów iterbu w „optycznych siatkach”, wykonanych z wiązek laserowych. Atomy te „tykają” poprzez wibrowanie lub przełączanie pomiędzy dwoma poziomami energii.

 

Badacze porównując dwa niezależne zegary atomowe osiągnęli rekordową wydajność w systematycznej niepewności, stabilności i odtwarzalności. Systematyczna niepewność opisuje dokładność, z jaką zegar reprezentuje naturalne wibracje w atomach. Stabilność przedstawia, jak zmienia się częstotliwość zegara w określonym przedziale czasu, natomiast odtwarzalność nawiązuje do poziomu synchronizacji pomiędzy dwoma zegarami. Te trzy opisane wyżej pojęcia świadczą o wydajności zegarów atomowych.

 

Urządzenia, które opracowali naukowcy z NIST są tak precyzyjne, że ich względna wydajność będzie ograniczona przez efekty ziemskiej grawitacji. Teoria względności Einsteina przewiduje, że tykanie zegara atomowego, czyli częstotliwość drgań atomów, ulega redukcji w warunkach silniejszej grawitacji.

 

Z drugiej strony, wrażliwość zegarów atomowych z powodzeniem można wykorzystać do pomiaru zniekształceń czasoprzestrzeni. Superczuła technologia może okazać się przydatna w geodezji relatywistycznej, która mierzy grawitacyjny kształt Ziemi, oraz w wykrywaniu sygnałów z wczesnego Wszechświata, takich jak fale grawitacyjne. Niewykluczone, że zegary atomowe mogą również ułatwić poszukiwania ciemnej materii. Wyniki badań opublikowano na łamach czasopisma Nature.

 

Ocena: 

Nie ma jeszcze ocen

Skomentuj