Ученые наблюдают за ходом 14 лет.
Странный научный эксперимент с часами провели исследователи из Национального института стандартов и технологий в Боулдере, штат Колорадо. На то, чтобы доказать вечность законов физики, ушло 14 лет.
Ученые собрали 12 самых точных часов в мире, в том числе четыре водородных микроволновых лазерных прибора (мазера) и восемь атомных хронографов, взятых из метрологических лабораторий в Соединенных Штатах, Великобритании, Франции, Германии и Италии, и стали наблюдать, насколько синхронно они работают.
Согласно публикации Wired, эксперимент длился 14 лет, или 450 миллионов секунд. Цель состояла в том, чтобы проверить одно из основных определений теории относительности Эйнштейна, которое описывает неизменность законов физики независимо от времени. То есть все законы действуют одинаково вчера, сегодня, завтра и через миллионы лет.
Но как это проверить по работающим часам? Ученые внимательно наблюдали за атомными часами, в которых «тиканье» происходит из-за колебаний электронов вокруг атома под воздействием света. Когда возникает определенная вибрация, специальный датчик получает это значение на секунду. Вибрация атомов настолько постоянна, что часы не отстают и не спешат даже на доли секунды в течение десятков миллионов лет.
Физический процесс колебания атомов представляет большой интерес для ученых. Используя продвинутые инструменты, они тщательно фиксируют вибрацию, стараясь заметить малейшие отклонения в периодичности колебаний электронов вокруг небольшого атома.
Чтобы отсчитать атомным часам одну секунду, атом цезия должен колебаться 9 192 631 770 раз. И эта цифра не меняется, не увеличивается и не уменьшается. Вот почему атомные часы считаются наиболее точным прибором для измерения времени на Земле.
Ученые использовали два атомных хронометра с разными частотами колебаний электронов, одни работали с атомом цезия, а другие — с атомом водорода. Требуется 14 лет, чтобы проверить влияние на атомные часы таких факторов, как вращение нашей планеты, электромагнитные бури и другие физические процессы в мире вокруг нас.
Если за период наблюдения атом будет колебаться не точно заданное количество раз, утверждение Эйнштейна о нерушимости физических законов будет опровергнуто. Остальные 12 часов высокой точности использовались для постоянного сравнения с атомными показаниями.
Главный результат исследования состоит в том, что атомы цезия и водорода ведут себя одинаково в течение 14 лет даже в разных точках космоса из-за вращения Земли по своей орбите. Но это не значит, что законы физики никогда не меняются. Эксперимент только показал, что законы физики не изменились за последние 14 лет.
Обязательно нужно проверить основы теорий, особенно теорий великого Эйнштейна, — говорит физик Клиффорд Уилл, один из многих, кто наблюдал за экспериментом с часами. Он отметил, что, если бы исследователи обнаружили хотя бы минимальное отклонение в обратном отсчете, это просто перевернуло бы все, что человечество знает о физике.
Сами ученые из группы мониторинга в будущем повторят эксперимент, используя еще более точные инструменты, чтобы подтвердить возможные выводы исследования.
