در سال 1797، دانشمند انگلیسی هنری کاوندیش قدرت گرانش را با ساختی از کره های سربی، میله های چوبی و سیم اندازه گیری کرد.در قرن بیست و یکم، دانشمندان کاری بسیار مشابه با ابزارهای بسیار پیچیده تر انجام دادند: اتم ها.
گرانش ممکن است یک موضوع اولیه در کلاس های مقدماتی فیزیک باشد، اما این بدان معنا نیست که دانشمندان سعی نمی کنند آن را با دقت فزاینده ای اندازه گیری کنند. اکنون گروهی از فیزیکدانان این کار را با استفاده از تأثیر تأخیر زمانی - تأخیر زمانی ناشی از افزایش سرعت یا نیروی گرانشی - بر روی اتم ها انجام داده اند. در مقاله‌ای که امروز (۱۳ ژانویه) به صورت آنلاین در مجله Science منتشر شد، محققان می‌گویند که توانسته‌اند انحنای فضا-زمان را اندازه‌گیری کنند.
این آزمایش بخشی از یک رشته علمی به نام تداخل سنجی اتمی است. او از اصل مکانیک کوانتومی استفاده می کند: همانطور که یک موج نور را می توان به عنوان یک ذره نشان داد، یک ذره (به عنوان یک اتم) را می توان به عنوان یک "بسته موج" نشان داد. و همانطور که امواج نور می توانند همپوشانی داشته باشند و تداخل ایجاد کنند، بسته های ماده نیز می توانند موج بزنند.
به طور خاص، اگر بسته موج یک اتم به دو قسمت تقسیم شود، اجازه انجام کاری را داده شود، و سپس دوباره ترکیب شود، ممکن است امواج دیگر در یک راستا قرار نگیرند - به عبارت دیگر، فازهای آنها تغییر کرده است.
آلبرت روهر، فیزیکدان مؤسسه فناوری کوانتومی در اولم آلمان که در مطالعه جدید شرکت نداشت، به Space.com گفت: «یکی در تلاش است اطلاعات مفیدی را از این تغییر فاز استخراج کند. روهر مقاله ای به نام Perspectives درباره این مطالعه جدید نوشت که امروز در همان شماره مجله Science به صورت آنلاین منتشر شد.
آشکارسازهای امواج گرانشی بر اساس اصل مشابهی کار می کنند. با مطالعه ذرات به این روش، دانشمندان می‌توانند اعداد پشت برخی از عملکردهای کلیدی جهان را تنظیم کنند، مانند اینکه الکترون‌ها چگونه رفتار می‌کنند و گرانش واقعاً چقدر قوی است - و چگونگی تغییر دقیق آن، حتی در فواصل نسبتاً کوتاه.
این آخرین تأثیری است که کریس اورستریت از دانشگاه استنفورد و همکارانش در مطالعه جدید اندازه‌گیری کردند. برای انجام این کار، آنها یک "چشمه اتمی" متشکل از یک لوله خلاء 33 فوتی (10 متری) ایجاد کردند که با حلقه ای در اطراف آن تزئین شده بود.
محققان فواره اتمی را با شلیک پالس های لیزری از طریق آن کنترل کردند. آنها با یک ضربه دو اتم را از پایین به بالا پرتاب کردند. دو اتم قبل از اینکه ضربه دوم آنها را به عقب پرتاب کند به ارتفاعات متفاوتی رسیدند. پالس سوم اتم ها را در پایین گرفت و بسته های موجی اتم ها را دوباره ترکیب کرد.
محققان دریافته‌اند که دو بسته موج خارج از فاز هستند - نشانه‌ای از اینکه میدان گرانشی در فواره اتمی کاملاً یکنواخت نیست.
روهر با اشاره به یکی از مشهورترین نظریه‌های آلبرت انیشتین به Space.com گفت: «این «در نسبیت عام» را می‌توان در واقع به عنوان اثر تحریف فضا و زمان درک کرد.
همانطور که اتمی که بالاتر رفت به حلقه نزدیکتر بود، به دلیل گرانش حلقه شتاب بیشتری را تجربه کرد. در یک میدان گرانشی کاملاً یکنواخت، چنین اثراتی از بین خواهند رفت. در اینجا این اتفاق نیفتاد. در عوض، بسته‌های موجی اتم‌ها خارج از فاز بودند و به دلیل اثر تأخیر زمانی، اتمی که شتاب بیشتری دریافت می‌کرد کمی از زمان مشابه خود خارج شد.
نتیجه یک تغییر جزئی است، اما تداخل سنجی اتمی به اندازه کافی حساس است تا آن را بگیرد. روهر به Space.com گفت و از آنجایی که دانشمندان می توانند مکان و جرم حلقه را کنترل کنند، "آنها قادر به اندازه گیری و مطالعه این اثرات هستند."
محققان می گویند اگرچه فناوری پشت این کشف - تداخل سنجی اتمی - ممکن است مرموز به نظر برسد، اما به گفته محققان، روزی می توان از تداخل سنجی اتمی برای تشخیص امواج گرانشی استفاده کرد و به ما در جهت یابی بهتر از GPS کمک کرد.
حق چاپ 2022 Space.com، شرکت آینده. تمامی حقوق محفوظ است. این مطالب نباید منتشر، پخش، بازنویسی یا توزیع شود
[ad_2]
مقالات مشابه
- تجهیزات و علوم آزمایشگاهی - متخصص آزمایشگاه
- فروش کربن فعال | تجهیز یار
- کفش رانینگ - آفلند
- سایت کربن فعال | تجهیز یار
- ترفند های زندگی و خانه داری - نکات و ترفند های حرفه ای
- علوم و تجهیزات آزمایشگاهی - محققان آزمایشگاه نانو
- راک استار بودن در صنعت شما یک موضوع قایق بادی است
- شرکت صادرات و واردات کالاهای مختلف از جمله کاشی و سرامیک و ارائه دهنده خدمات ترانزیت و بارگیری دریایی و ریلی و ترخیص کالا برای کشورهای مختلف از جمله روسیه و کشورهای حوزه cis و سایر نقاط جهان - بازرگانی علی قانعی
- آیا شما مجبور به پرداخت ریالی وام ؟
- شرکت صادرات و واردات کالاهای مختلف از جمله کاشی و سرامیک و ارائه دهنده خدمات ترانزیت و بارگیری دریایی و ریلی و ترخیص کالا برای کشورهای مختلف از جمله روسیه و کشورهای حوزه cis و سایر نقاط جهان - بازرگانی علی قانعی