3

Гравитационное замедление времени нашли на самых малых масштабах

19 февраля 2022
Avatar photo
19.02.2022
20147
2 минуты на чтение
Гравитационное замедление времени нашли на самых малых масштабах

Эффект замедления времени вследствие гравитации удалось измерить на самых малых на данный момент масштабах. Он был предсказан ещё в общей теории относительности Эйнштейна, и впоследствии его измеряли при помощи звёзд, сверхмассивных черных дыр и атомных часов на масштабе в 30 см.

В новом исследовании, опубликованном в журнале Nature, этот масштаб уменьшили до одного миллиметра при помощи сверхточных атомных часов. Замедление времени измерили при помощи феномена гравитационного красного смещения. Речь идет об эффекте относительности. Если фотон — частица света — покидает гравитационный колодец (в данном случае, нашу планету), то длина его волны растягивается гравитацией массивного объекта и движется к концу электромагнитного спектра.

Данное исследование примечательно не только революционностью новых оптических атомных часов, но и тем, что приближает учёных к моменту, когда они смогут измерять гравитационные эффекты на квантовых масштабах. Часы в 50 раз точнее вполне могли бы это сделать.

Самый важный и волнительный результат заключается в том, что мы потенциально можем объединить квантовую физику с гравитацией, например, исследуя сложную физику, когда частицы распределяются по разным точкам в искривленном пространстве-времени. Что касается измерения времени, то это также показывает, что перед нами нет препятствия для создания часов в 50 раз точнее, чем сегодня — и это фантастическая новость.

Йе Цзюнь, ведущий автор исследования, профессор Национального института стандартов и технологий США, лауреат Премии за прорыв в фундаментальной физике 2022 года

Использовавшиеся для эксперимента часы побили рекорд квантовой когерентности – то, как показатели энергии «тикают» между энергетическими уровнями. Они находились в унисоне целых 37 секунд. Команда измерила красное смещение, изучив две разных области атомного облака, состоящего из 100 тысяч атомов стронция при температуре, близкой к абсолютному нулю.

Изучив поведение этих областей атомного облака, исследователи сумели зарегистрировать разницу в хронометрировании. Измеренное гравитационное красное смещение по всему облаку было незначительным, в районе 0,0000000000000000001 (одна часть на 10 миллиардов миллиардов), но данный показатель идеально согласовывался с предсказаниями теории.

Это совершенно новая игра, новый режим, в котором можно исследовать квантовую механику в искривленном пространстве-времени. Если бы нам удалось измерить красное смещение в 10 раз точнее, мы смогли бы увидеть волны всего вещества атомов, пересекающие кривизну пространства-времени. Обладая возможностью измерить разницу во времени на таких миниатюрных масштабах, мы смогли бы, например, открыть, что гравитация нарушает квантовую когеренцию, из-за чего наш макромир выглядит таким классическим. Если мы доберемся до времён, чувствительных к очень незначительной кривизне пространства-времени, нас ждут очень интересные открытия.

Йе Цзюнь

 Эти экстремально точные часы можно применять не только для расширения границ известной физики частиц. Их также можно использовать в качестве инструмента для изучения тёмной материи — таинственной невидимой субстанции, превышающей по массе обычное вещество в пропорциях 5 к 1. Они также могут помочь в картографировании внутреннего строения Земли с невероятной точностью измеряя гравитацию.

Читайте также

Нейронные сети заподозрили в наличии сознания 1

Нейронные сети заподозрили в наличии сознания

Но с этим согласны далеко не все.

Симуляция на суперкомпьютере раскрыла природу вспышек сверхмассивных черных дыр

Симуляция на суперкомпьютере раскрыла природу вспышек сверхмассивных черных дыр

Эти вспышки имеют циклическую природу.

Оставляя комментарии на сайте «Мира фантастики», я подтверждаю, что согласен с пользовательским соглашением Сайта.

Статьи

Черновик 1017
0
1814
Читаем книгу «Правосудие королей» Ричарда Суона — фэнтези о вершителе судеб

Фрагмент включает первую главу целиком, в ней мы знакомимся с сэром Конрадом Вонвальтом. Будучи членом Ордена магистратов Империи, он наделен практически безграничными полномочиями в расследовании различных преступлений, и путешествует по стране, чтобы вершить правосудие.

«Вампиры средней полосы», 2-й сезон: больше крови и серьёзности 3
0
56944
«Вампиры средней полосы», 2-й сезон: больше крови и серьёзности

Тон и акценты сменились, некоторые актёры уже не с нами, но от экрана всё равно не оторваться. Наша рецензия — вторая положительная.  

Обзор Dead Space. Живее всех живых!  4
0
68962
Обзор Dead Space. Живее всех живых! 

У ремейков Resident Evil появился сильный конкурент!

Какие фильмы смотреть в феврале 2023? Отмена апокалипсиса! 3
0
70485
Какие фильмы смотреть в феврале 2023? Отмена апокалипсиса!

Главные кинопремьеры февраля: Мстители встречают Канга, Шьямалан устраивает апокалипсис, а медведи спасают музыку.

Какие сериалы смотреть в феврале 2023? Ретрофутуризм, русский хоррор и феи 10
0
122943
Какие сериалы смотреть в феврале 2023? Ретрофутуризм, русский хоррор и феи

Советуем новинку от Apple TV+ про лунного коммерсанта, польскую фантастическую мелодраму, бразильскую подростковую фантастику и несколько мультсериалов.

Во что поиграть в феврале 2022 года 23
0
142511
Во что поиграть в феврале 2023 года? Hogwarts Legacy и Atomic Heart

Готовим VR-шлемы и волшебные палочки

Подводим книжные итоги 2022-го в 65-м выпуске Фантастического подкаста
0
375061
Подводим книжные итоги 2022-го в 65-м выпуске Фантастического подкаста

Внутри — большой список обсуждаемых книг.

«День сурка».
0
210450
«День сурка». Как появилась эта культовая история

Как сурок покусал Фила, сколько лет провёл герой в петле времени и правда ли, что сценарий украли у Владимира Хотиненко.

Спецпроекты

Top.Mail.Ru

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: