Группа исследователей из Национального института стандартов и технологий Университета Колорадо нашла способ использовать атомные часы для демонстрации принципа общей теории относительности. «Хайтек» изучил препринт, который команда опубликовала на arXiv.
Теория относительности Эйнштейна утверждает, что часы, расположенные ближе к большому телу (например, к Земле), будут идти медленнее, чем часы, находящиеся подальше, — например, в космосе. Это явление, известное как гравитационное красное смещение, ранее уже было подтверждено исследователями. В новой научной работе ученые еще раз подтвердили теорию, измерив продолжительность хода очень крошечных атомных часов, части которых расположены на расстоянии всего одного миллиметра друг от друга. Они отмечают, что общая теория относительности должна оставаться верной независимо от размера или расстояния.
В эксперименте исследователи использовали 100 000 атомов стронция, которые сначала охладили и расположили в вертикальной решетке. Затем ученые измерили скорость «покачивания» световых волн для атомов в верхней части решетки (тиканье часов) и сравнили ее со скоростью световых волн для атомов внизу; разница как раз и составляет то самое красное смещение.
Во время измерений исследователи также внесли поправки, чтобы удалить другие факторы, которые могли повлиять на тиканье их часов. Они обнаружили сдвиг частоты примерно на одну сотую квадриллиона процента на расстоянии одного миллиметра — почти в точности то, что предсказывала теория. Затем исследователи повторили эксперимент несколько раз в течение примерно 90 часов.
В похожей работе команда из Университета Висконсина создала мультиплексированные часы на оптической решетке и использовала их для проведения высокоточных сравнений дифференциальных часов. Она также разместила свою работу на arXiv.
Читать далее:
За ней охотились столетиями: что нам известно о планете Вулкан рядом с Солнцем
Астрономы нашли планету недалеко от Земли: у нее очень странная орбита
Ученые из Китая доказали, что современные сдвиги плит датируются 2,5 млрд лет