Диана Гаврилова Опубликована 17.04.2019 в 14:11

Атомные часы настолько точны, что могут измерять гравитацию

Атомные часы настолько точны, что могут измерять гравитацию. 3430.jpeg

Время, как и деньги, кажется важным только тогда, когда оно заканчивается. Но для физиков время всегда имеет большое значение. Относительность говорит нам, что течение времени зависит от обстоятельств, в которых вы его измеряете: часы тикают быстрее на вершине горы, чем на уровне земли, и чем быстрее вы идете, тем медленнее идут ваши часы. Время зависит от пространства.

Но теперь, благодаря технологическим достижениям в атомных часах — самых точных устройствах для отчета времени, которые люди разработали - мы можем изменить ситуацию и более точно определить физические параметры, изучая ход времени. Наше понимание пространства будет зависеть от времени.

Но в дополнение к пониманию физического пространства вокруг них, устройства могут также помочь найти гравитационные волны, проверить предсказания относительности и охотиться на темную материю.

Атомная синхронизация

Все это может показаться довольно сложным (и это так), поэтому давайте начнем с основ. Как пишут авторы статьи: "Ход времени отслеживается путем подсчета колебаний эталона частоты, таких как вращения Земли или качания маятника. Ссылаясь на атомные переходы, частота (и, следовательно, время) может быть измерена более точно, чем любая другая физическая величина". Итак, посчитайте, как часто конкретные атомы переключаются между уровнями энергии, и вы получите самые точные данные.

Последние часы основаны на 1000 атомах иттербия, охлажденных почти до абсолютного нуля, захваченных в 1-D решетках (то есть столбцах), сделанных из лазерных лучей. Посредством всех показателей производительности атомных часов — минимизации ошибок атомных частот, обеспечения стабильности тиков и воспроизводимости результатов — исследователи NIST создали просто невероятно точные часы. Погрешность порядка 10 -18.

На самом деле, эти атомные часы настолько точны, что на самом деле они чувствительны к гравитационным воздействиям. Обычно релятивистские причуды гравитации, которые изменяют течение времени, слишком малы, чтобы мы могли их заметить То есть они настолько точны, что единственное, что может изменить их, это сама гравитация. Часы выше, дальше от центра Земли, тикают быстрее.

Это важное дело для науки геодезии, которая измеряет форму Земли и гравитационное влияние. Наша текущая картина точной поверхности планеты зависит от спутников и компьютерного моделирования, которые обеспечивают довольно хорошее разрешение, вплоть до нескольких сантиметров. Но эти атомные часы снизят это разрешение до одного сантиметра. Вооружившись двумя из этих часов, исследователи могли сравнить уровень моря на двух разных континентах, точную высоту горы или любое другое измерение на основе высоты (и, следовательно, на основе гравитации).

Фото: innov.ru

Подписывайтесь на Экосевер

Читайте также

Архив ДНК: как записать Википедию в одну пробирку сегодня в 0:37

Узнайте, как молекулы ДНК становятся новым архивом знаний и почему в одной пробирке уже сегодня можно сохранить эквивалент всей Википедии и даже больше.

Читать полностью »
Как наука объясняет желание людей путешествовать в космос? вчера в 23:24

Что заставляет людей мечтать о космосе? Это не только научные исследования, но и глубокие психологические потребности, которые учёные объясняют через науку и эволюцию.

Читать полностью »
Как молекулы могут изменять форму: революция в области нанотехнологий вчера в 22:39

Ученые открывают удивительные возможности для будущего с молекулами, которые могут изменять свою форму. Узнайте, как эти нанотехнологии изменят медицину, электронику и не только.

Читать полностью »
Как современные ученые работают с древними окаменелостями? Новые подходы в палеонтологии вчера в 21:18

Современные методы исследований окаменелостей помогают ученым раскрывать секреты древнего мира. Узнайте, как 3D-сканеры, ДНК и ИИ изменяют палеонтологию.

Читать полностью »
Секреты атлетов: как нейрофизиология помогает спортсменам побеждать вчера в 20:30

Нейрофизиология помогает спортсменам достигать новых высот, улучшая их реакцию, выносливость и восстановление. Узнайте, как мозг может стать лучшим тренером.

Читать полностью »
Как пирог и парашют спасли первые шаги авиации вчера в 19:50

Как пирог и парашют спасали первые полеты? Необычные идеи, стоявшие за первыми шагами авиации, оказались решающими для дальнейшего развития воздушного транспорта.

Читать полностью »
Лекарства из алгоритма: как ИИ уже проектирует молекулы вчера в 18:35

Узнайте, как искусственный интеллект уже сегодня проектирует молекулы для новых лекарств, ускоряя разработку и меняя будущее медицины в условиях современных вызовов.

Читать полностью »
Электричество из воздуха: эксперименты с атмосферной энергией вчера в 17:33

Узнайте, как электричество из воздуха становится реальностью и какие эксперименты помогут нам использовать атмосферную энергию для устойчивого будущего и экономии ресурсов.

Читать полностью »