Ατομικά ρολόγια επιβεβαίωσαν τη θεωρία του Αϊνστάιν για τη διαστολή του χρόνου

Ατομικά ρολόγια επιβεβαίωσαν τη θεωρία του Αϊνστάιν για τη διαστολή του χρόνου Facebook Twitter
Φωτ: PIXABAY
0

Επιστήμονες στις ΗΠΑ μέτρησαν τη θεωρία σχετικότητας του Άλμπερτ Αϊνστάιν και πιο συγκεκριμένα τη διαστολή του χρόνου στην μικρότερη κλίμακα που έχει καταστεί δυνατό μέχρι σήμερα.

Έδειξαν ότι δύο μικροσκοπικά ατομικά ρολόγια οπτικού πλέγματος, ευρισκόμενα σε υψομετρική απόσταση μόλις ενός χιλιοστού μεταξύ τους ή όσο το πλάτος μιας μύτης μολυβιού, χτυπάνε με διαφορετική ταχύτητα και άρα δείχνουν διαφορετικούς χρόνους.

Κάποτε τα τεστ της σχετικότητας απαιτούσαν τα ρολόγια ακριβείας να χωρίζονται από αποστάσεις χιλιάδων χιλιομέτρων μεταξύ τους (π.χ. ένα ρολόι στη Γη και ένα σε δορυφόρο), κάτι που πλέον είναι περιττό.

Οι ερευνητές του Εθνικού Ινστιτούτου Προτύπων και Τεχνολογίας (NIST) των ΗΠΑ και του Πανεπιστημίου του Κολοράντο, με επικεφαλής τον Τομπάιας Μπόθγουελ, οι οποίοι έκαναν τη σχετική δημοσίευση στο περιοδικό Nature, ανέφεραν ότι τα πειράματα τους δείχνουν πως είναι δυνατό να κατασκευαστούν ατομικά ρολόγια 50 φορές πιο ακριβή από τα σημερινά.

Επίσης τόσο ακριβή ατομικά ρολόγια ίσως μελλοντικά μπορούν να λειτουργήσουν ως «μικροσκόπια» ανοίγοντας τον δρόμο για να αποκαλυφθεί πώς η σχετικότητα και η βαρύτητα αλληλεπιδρούν με την κβαντομηχανική, ένα μεγάλο αίνιγμα στο πεδίο της Φυσικής.

Η γενική θεωρία σχετικότητας του Αϊνστάιν του 1915 εξηγεί φαινόμενα σε μεγάλη κλίμακα, όπως είναι η βαρυτική επίδραση στον χρόνο, και έχει σημαντικές πρακτικές εφαρμογές όπως η διόρθωση των δορυφορικών μετρήσεων GPS.

Μολονότι η θεωρία αυτή έχει πια ηλικία πάνω από έναν αιώνα, παραμένει άκρως γοητευτική για τους φυσικούς. Οι επιστήμονες, μεταξύ άλλων, χρησιμοποιούν ατομικά ρολόγια για να μετρήσουν τη σχετικότητα με όλο και μεγαλύτερη ακρίβεια, κάτι που ευελπιστούν ότι τελικά θα τους βοηθήσει να εξηγήσουν με ποιο τρόπο η βαρύτητα αλληλεπιδρά με την κβαντομηχανική, η οποία «βασιλεύει» στον υποατομικό κόσμο.

Σύμφωνα με τη θεωρία σχετικότητας και τη στρέβλωση του χωροχρόνου που προβλέπει, δύο ατομικά ρολόγια σε ελαφρώς διαφορετικά ύψη σε ένα βαρυτικό πεδίο χτυπούν με διαφορετικό ρυθμό.

Ένα ρολόι χτυπάει πιο αργά σε χαμηλότερο ύψος, δηλαδή ο χρόνος κυλάει πιο αργά, κάτι που επιβεβαιώθηκε και με το νέο πείραμα (το οποίο χρηματοδοτήθηκε μεταξύ άλλων από τις ένοπλες δυνάμεις των ΗΠΑ), που έγινε σε μικρότερη απόσταση των δύο ρολογιών μεταξύ τους από κάθε άλλη φορά στο παρελθόν.

«α ρολόγια οπτικού πλέγματος είναι ήδη τα καλύτερα στον κόσμο και τώρα πετύχαμε ένα επίπεδο απόδοσης τους που κανένας δεν είχε δει έως τώρα», δήλωσε ο καθηγητής φυσικής Σίμον Κόλκοβιτς.

Τα ατομικά ρολόγια είναι τόσο ακριβή επειδή εκμεταλλεύονται μια θεμελιώδη ιδιότητα των ατόμων: όταν ένα ηλεκτρόνιο αλλάζει ενεργειακό επίπεδο, απορροφά ή εκπέμπει φως με μια συχνότητα που είναι η ίδια για όλα τα άτομα ενός συγκεκριμένου χημικού στοιχείου. Τα οπτικο-ατομικά ρολόγια κρατούν τον χρόνο χρησιμοποιώντας ένα λέιζερ που είναι συντονισμένο ακριβώς σε αυτή τη συχνότητα.

Το νέο πείραμα έγινε με ατομικά ρολόγια που χρησιμοποιούν «νέφη» παγιδευμένων ατόμων στροντίου σε πολύ χαμηλές θερμοκρασίες και στα οποία είναι δυνατό να μετρηθεί φασματοσκοπικά η βαρυτική διαστολή του χρόνου.

Με πληροφορίες από ΑΠΕ-ΜΠΕ

Τech & Science
0

ΔΕΙΤΕ ΑΚΟΜΑ

Επιστήμονες εντόπισαν κομήτη που ένδεχεται να είναι παλαιότερος από τον Ήλιο

Τech & Science / Επιστήμονες εντόπισαν κομήτη που ενδέχεται να είναι παλαιότερος από τον Ήλιο

«Υπάρχει περίπου 66% πιθανότητα αυτός ο κομήτης να είναι παλαιότερος από το ηλιακό μας σύστημα και να περιπλανιέται στο διαστρικό διάστημα από τότε», σημείωσε ένας από τους επιστήμονες που συμμετείχαν στην ανακάλυψη
LIFO NEWSROOM
Γιγάντια κομμάτια του Φάρου της Αλεξάνδρειας ξανά στην επιφάνεια - Προσπάθεια ψηφιακής ανακατασκευής

Τech & Science / Γιγάντια κομμάτια του Φάρου της Αλεξάνδρειας ξανά στην επιφάνεια - Προσπάθεια ψηφιακής ανακατασκευής

Γάλλοι και Αιγύπτιοι ερευνητές στην Αλεξάνδρεια ανέλκυσαν 22 τεράστια πέτρινα μπλοκ που χρησιμοποιήθηκαν πριν από χιλιάδες χρόνια για την κατασκευή του διάσημου Φάρου της πόλης, ενός από τα επτά θαύματα του αρχαίου κόσμου
LIFO NEWSROOM
Αρχαία ποτάμια στον Άρη: Το παρελθόν του «κόκκινου πλανήτη» είναι πιο υγρό από ό,τι πιστεύαμε

Τech & Science / Αρχαία ποτάμια στον Άρη: Το παρελθόν του «κόκκινου πλανήτη» είναι πιο υγρό από ό,τι πιστεύαμε

Νέα ευρήματα αποκαλύπτουν χιλιάδες χιλιόμετρα αρχαίων ποταμιών στα νότια υψίπεδα του Άρη, ενισχύοντας τη θεωρία ότι ο πλανήτης ήταν κάποτε πολύ πιο υγρός απ’ ό,τι πιστεύαμε
LIFO NEWSROOM
Ανακαλύφθηκε νέο ιπτάμενο ερπετό που πετούσε πάνω από τους δεινόσαυρους πριν 200 εκατ. χρόνια

Τech & Science / Ανακαλύφθηκε νέο ιπτάμενο ερπετό που πετούσε πάνω από τους δεινόσαυρους πριν 200 εκατ. χρόνια

Το απολίθωμα, μια γνάθος που διατηρήθηκε σε εξαιρετική κατάσταση, αναλύθηκε με σύγχρονες τεχνικές σάρωσης, αποκαλύπτοντας χαρακτηριστικά που το κατατάσσουν σε ένα άγνωστο έως τώρα είδος
LIFO NEWSROOM