Ceasurile atomice au măsurat gravitația pentru prima dată

Ceasurile atomice au măsurat gravitația pentru prima dată
Nicoleta Apostol
19:04 14.02.2018

Ceasurile atomice sunt capabile să facă cele mai precise măsurători fizice, dar, pentru că sunt atât de complexe, au fost limitate la utilizarea în laborator. Asta până acum.

Pentru prima dată, oamenii de știință au dezvoltat o versiune portabilă a unui ceas atomic și au folosit-o pentru a măsura gravitația în afara unui cadru de laborator. Tehnologia din ceasurile atomice este uluitoare. Aceste dispozitive urmăresc oscilația atomilor pentru a menține timpul cât mai exact posibil, utilizând mici modificări ale fluxului de timp. Ele pot măsura până la a zecea zecimală.

În general, ceasurile atomice sunt niște piese complexe și delicate, echipamente științifice care se limitează la laboratoare, și, prin urmare, nu pot fi folosite pentru măsurători în domeniu. Utilizarea unui dispozitiv portabil permite oamenilor de știință să facă măsurători care îi pot ajuta să înțeleagă schimbările planetare, cum ar fi creșterea nivelului mării și topirea foilor de gheață.

Atomii de stronțiu sunt răciți la o temperatură deasupra celei de zero absolută, prinși de modelul de interferență a două fascicule laser. Laserul excită atomul, ceea ce îl face să oscileze. Noul  ceas atomic portabil dezvoltat de cercetătorii de la Physikalisch-Technische Bundesanstal din Germania, nu este la fel de precis ca distrugătorul de date din 2015.

Are o incertitudine de 7,4 × 10 -17 .

Partea bună e că este suficient de precis în măsurarea gravitației, așa cum tocmai a descoperit echipa internațională de cercetători. Știm că gravitația afectează materia. Știm că afectează lumina. Și, da, are și un efect asupra timpului: unde gravitația este mai puternică, timpul se mișcă mai încet.

Acest dispozitiv poate fi folosit ca o măsură a gravitației într-un anumit loc, datorită unui fenomen descris de teoria relativității lui Einstein, numit geodezie relativistă. În mod specific, un ceas dintr-un câmp gravitațional puternic va funcționa lent în comparație cu un ceas dintr-un câmp gravitațional mai puțin puternic. Asta înseamnă că dacă ai un ceas aproape de suprafața pământului, va începe să fie lent în comparație cu unul pus deasupra unui munte.

Ceasurile standard utilizate în laboratoarele din întreaga lume utilizează microunde pentru a arăta timpul, dar oamenii de știință care au făcut acest lucru spun că versiunile optice care folosesc laserele sunt considerate „ceasurile atomice ale viitorului”.

Cum au măsurat cercetătorii gravitația cu ajutorul ceasului atomic

După ce au dezvoltat un ceas care ar putea fi transportat cu ușurință, oamenii de știință de la PTB au mers la laboratorul francez Modane Underground, o instituție situată într-un tunel la 1.700 m sub un vârf de munte.

Apoi au comparat măsurătorile efectuate acolo cu cele de la un al doilea ceas din Torino, la aproximativ 1000 de metri deasupra primului. Testul a determinat „diferența de potențial de gravitație” dintre cele două și a fost în concordanță cu măsurătorile efectuate folosind alte tehnici. Asta înseamnă că ceasul portabil ar trebui să fie o metodă viabilă pentru măsurarea schimbărilor de înălțime ale suprafeței Pământului.

În prezent, diferite laboratoare din întreaga lume folosesc diferite niveluri de referință pentru a măsura suprafața Pământului. În trecut, acest lucru a dus la probleme. Podul Hochrhein între Germania și Elveția, de exemplu, a fost construit folosind diferite măsurători ale nivelului mării în cele două țări, rezultând o discrepanță de 54 cm între cele două părți.

Sursa: Independent
Comentarii
loading...