Image
14.1.2019 0 Comments

Hypersenzitívna verzia atómových hodín nastavila nové rekordy v presnosti

Experimentálne atómové hodiny v Národnom inštitúte pre štandardy a technológie (NIST) dosiahli tri nové rekordy. Tieto hodiny sú dôležité nielen na zlepšenie časomiery a navigácie, ale uplatňujú sa aj pri detailnom meraní gravitačného poľa Zeme, detekcii gravitačných vĺn a pri experimentoch hľadajúcich temnú hmotu.

Hodiny tvorí tisíc atómov yterbia, ktoré sú lapené v optických mriežkach vytvorených z laserových lúčov. Atómy vibrujú, prepínajú sa medzi dvoma energetickými úrovňami. Takéto hodiny sú mimoriadne presné, o 1 sekundu sa omeškajú za viac ako 300 miliónov rokov. Väčšina zlepšení v poslednej iterácii je spôsobená novým tepelným štítom, ktorý vyvinul tím Andrewa Ludlowa pred niekoľkými rokmi. Chráni atómy yterbia pred účinkami tepla a elektrických polí, ktoré môžu narušiť ich prirodzené oscilácie.

S takouto frekvenciou kmitania môžu yterbiové hodiny rozpoznať posuny v gravitačnom poli našej planéty s bezprecedentnou presnosťou. Tri nové rekordy sa týkajú miery štatistickej chyby, stability merania a opakovateľnosti merania. Prvý rekord súvisí s tým, ako presne sú hodiny zladené so spontánnymi vibráciami atómov. Výskumníci NIST hovoria, že ich hodiny urobia 1,4 chyby z 1018 čiže jedného trilióna.

Druhý rekord sa týka stability merania, teda toho, ako sa „tiky“ hodín menia v čase. Atómové hodiny NIST vykázali výnimočnú stabilitu. Tretí rekord sa týkal opakovateľnosti merania, teda toho, ako sa dvoje hodín držia v rovnakom rytme. Podľa  pozorovania vedcov sa frekvencia tikania oboch hodín v 10 meraniach líšila o menej ako jednu trilióntinu.

Podľa Einsteinovej všeobecnej teórie relativity sa pohyb času líši podľa toho, kde sa nachádzate v gravitačnom poli. Hodiny na vrchole veľmi vysokého vrchu, teda ďaleko od stredu Zeme, idú o niečo rýchlejšie ako na úpätí toho istého vrchu. Nie je to mechanická chyba, čas naozaj plynie rýchlejšie na vrchole hory.

Väčšina hodín však nie je dostatočne presná na to, aby zaznamenala tento extrémne jemný rozdiel. Pri výškovom rozdiele 1000 metrov ide o 31 milióntin sekundy za 10 rokov. Nové hodiny však dokážu odhaliť zmeny už pri 1 centimetri prevýšenia, povedal Ludlow. Tím používa tieto hypersenzitívne hodiny aj pri pokusoch o zistenie temnej hmoty, tajomného materiálu, o ktorom sa predpokladá, že ho je vo vesmíre päťkrát viac ako normálnej hmoty.

Vedci experimentujú aj s používaním hodín na vyhľadávanie rovnakých typov gravitačných vĺn, ktoré boli prvýkrát pozorované v observatóriu LIGO, čo potvrdzuje dôležitý aspekt Einsteinovej teórie. Napriek neuveriteľnej presnosti nových hodín tím ešte nedosiahol hranicu svojich možností a má niekoľko nápadov, ktoré by mohli viesť k ich výraznému zlepšeniu.

Zdroj: nist.govtechxplore.com.

Zobrazit Galériu
Autor: Redakcia

Nechajte si posielať prehľad najdôležitejších správ emailom

Mohlo by Vás zaujímať

Výskum 1

Budeme využívať na medzihviezdne lety „gravitačné praky“?

18.03.2019 00:25

Napriek veľkým úspechom, ktoré dosiahlo ľudstvo pri objavovaní vesmíru, cesta k vzdialeným hviezdam zostáva len snom. Navrhnutých bolo už viacero teoretických konceptov, no náklady, trvanie cesty a po ...

Výskum

Vedci priniesli nové dôkazy o tom, že zvuk má skutočne hmotnosť

18.03.2019 00:15

Keď je reč o zvukových vlnách, predstavujeme si neviditeľné vibrácie, ktoré nemajú žiadnu hmotnosť. To by sa teraz mohlo zmeniť. Fyzici totiž poskytli ďalšie dôkazy o tom, že častice zvuku skutočne mô ...

Výskum 6

Vedci upozorňujú, že Apple AirPods a ďalšie bezdrôtové slúchadlá môžu mať spojitosť s rakovinou

14.03.2019 00:20

Viac ako 250 vedcov sa podpísalo pod petíciu vyzývajúcu Organizáciu Spojených národov a Svetovú zdravotnícku organizáciu, aby vypracovali prísnejšie usmernenia týkajúce sa potenciálneho rizika rakovin ...

q

Žiadne komentáre

Vyhľadávanie

SWIFT 5_032019

Najnovšie videá

eFocus 2019


PC forum button