Изследователи от американския изследователски институт JILA са разработили нов атомен часовник на светлинна основа, който е толкова прецизен, че може да измерва и най-малките ефекти, както е предвидено в общата теория на относителността на Айнщайн.
Часовникът ще доведе до по-прецизно определяне на секундата и дори може да доведе до откриването на нови подземни находища на минерали, се казва в прессъобщение на организацията.
Атомните часовници обикновено използват микровълни, за да определят дължината на секундата. Изследванията обаче показват, че осветяването на атомите с видима светлина може да помогне за много по-точното отчитане на секундата, тъй като светлинните вълни имат по-висока честота.
Базираните на светлина или оптични атомни часовници потенциално биха могли да загубят една секунда за 30 милиарда години в сравнение с часовниците, базирани на микровълни. За да се постигне тази точност обаче, часовниците трябва да бъдат с висока точност, т.е. да могат да измерват малки части от секундата.
Подобряване на точността на атомния часовник
Вместо да използват сноп видима светлина, изследователите от JILA използват мрежа от светлина, известна още като оптична решетка, за да измерват десетки хиляди атоми едновременно. Това дава на атомния часовник повече данни за прецизно измерване на секундата.
Въпреки че подходът на оптичната решетка е използван и преди, изследователите от JILA са използвали сравнително по-щадящ подход, за да направят своите измервания. Това спомогна за намаляването на два източника на грешки – самият лазер, измерващ атомите и ефектът от блъскането на атомите един в друг, когато те са плътно един до друг, се казва в съобщението за пресата.
Измерване на ефектите на относителността и не само
Според общата теория на относителността на Айнщайн гравитацията влияе на времето. По-силното гравитационно поле води до по-бавно протичане на времето. Разработеният от JILA часовник е достатъчно чувствителен, за да открие ефекта на гравитацията върху измерването на времето в субмилиметрови мащаби.
Изследователите наблюдават фините промени в потока на времето, дължащи се на гравитацията, когато часовникът се повдига или спуска дори на малки разстояния.
„Това разширява границите на възможното при измерването на времето.“
казва Джун Йе, физик в JILA и NIST
Предимствата на дизайна на часовника обаче надхвърлят тези измервания и навлизат в квантовата сфера.
Квантовите компютри манипулират свойствата на атомите и молекулите, за да извършват сложни изчисления. Тъй като часовникът на JILA може да прави прецизни измервания, изследователите планират да го използват в микроскопичната област, където се пресичат теориите на общата относителност и квантовата механика, за да измерват изкривяванията в потока на времето в мащаби, изкривени от гравитацията.
В същото време точността на часовника може да помогне на учените да поддържат точно време на изключително големи разстояния в пространството.
„Ако искаме да приземим космически апарат на Марс с точност до секунда, ще ни трябват часовници, които са в пъти по-точни от тези, с които разполагаме днес.“
Изследваме границите на науката за измерванията, защото когато можем да измерваме нещата с такова ниво на точност, започваме да виждате явления, за които досега можехме само да фантазираме.“
добавя Йе в съобщението за пресата
Всичко важно от света на технологиите, директно в пощата ти.
С абонирането приемате нашите Условия и Политика за поверителност. Може да се отпишете с един клик по всяко време.
Коментирайте статията в нашите Форуми. За да научите първи най-важното, харесайте страницата ни във Facebook, и ни последвайте в Google Новини, TikTok, Telegram и Viber или изтеглете приложението на Kaldata.com за Android, iPhone, Huawei, Google Chrome, Microsoft Edge и Opera!
