Новые сверхточные атомные часы могут «почувствовать» гравитационные волны
Физики, работающие в Национальном институте стандартов и технологий США, создали рекордно точные атомные часы на основе атомов иттербия, захваченных в оптических решетках. Тем самым они надеются изучить некоторые самые таинственные феномены во Вселенной.
Экспериментальные атомные часы в Национальном институте стандартов и технологий США (NIST) поставили три новых рекорда. Теперь они функционируют достаточно точно, не только чтобы отслеживать время и навигацию, но и для регистрации слабых сигналов из ранней Вселенной, гравитационных волн и, возможно, даже темной материи. Статья о работе опубликована в журнале Nature.
Часы захватывают тысячу атомов иттербия в оптические решетки, созданные лазерными лучами. Атомы тикают, вибрируя или прыгая между двумя энергетическими уровнями. Физики из NIST добились рекордных показателей в трех важных значениях: систематическая неопределенность, стабильность и воспроизводимость.
Систематическая неопределенность показывает, насколько хорошо часы представляют естественные вибрации — или частоту — атомов. Исследователи из NIST обнаружили, что каждый из их приборов тикает со скоростью, соответствующей естественной частоте, с возможной погрешностью всего в 1,4 части из 1018 — около одной миллиардной от одной миллиардной.
Стабильность связана с тем, насколько частота часов меняется за определенный временной интервал. Это значение составило 3,2 части из 1019 (или 0,00000000000000000032) за день.
Воспроизводимость связана с тем, насколько точно два устройства тикают на одной и той же частоте. Было проведено сравнение 10 пар часов: разница составила менее одной миллиардной от одной миллиардной.
Согласно Общей теории относительности, атомные часы будут идти медленнее, то есть частота атомных вибраций замедлится, а при более сильной гравитации — она смещается в красную сторону электромагнитного спектра. Другими словами, время идет медленнее на меньшей высоте.
Несмотря на то что красное смещение плохо сказывается на отсчете времени этих часов, такая чувствительность может быть использована для тонкого измерения гравитации. Сверхчувствительные часы могут отследить гравитационное искажение пространства-времени точнее, чем когда-либо. Это можно применить для релятивистской геодезии, измеряющей гравитационную форму Земли, регистрации сигналов из ранней Вселенной — вроде гравитационных волн — и даже темной материи, о которой до сих пор почти ничего неизвестно.
Telegram 
Дзен 
VK Анализ более 150 тысяч древних звезд Млечного Пути показал, что возраст космоса, судя по всему, близок к 13,8 миллиарда лет. Авторы нового исследования заключили, что сценарии, в которых Вселенную приходится делать заметно «моложе» ради решения хаббловского кризиса, плохо согласуются с наблюдениями. Это важно, поскольку возраст старейших светил — один из немногих независимых способов проверить космологические модели не по данным ранней Вселенной, а по объектам нашей собственной Галактики.
Физики экспериментально подтвердили эффективность ионно-плазменного метода удаления радиоактивных загрязнений с поверхностей металлоконструкций ядерных реакторов. Новая технология позволяет очищать внутриконтурное оборудование от отложений сложного химического состава без образования опасных жидких радиоактивных отходов. Благодаря этому она даст возможность повторно использовать реакторные сплавы и снизит затраты на их переработку.
Японские исследователи выловили у берегов Окинавы пластиковую бутылку с узким горлышком, внутри которой сидел большой живой краб. В итоге ученые смогли найти ответы на несколько возникших в связи с этой находкой вопросов: как краб попал в бутылку, сколько там находился и как ему удалось выжить?
Древнеримские инженеры проложили колоссальную сеть дорог через Европу, Северную Африку и Ближний Восток, многие участки которой до сих пор поражают безупречной прямолинейностью. Секрет строительства заключался в использовании трех особых геодезических инструментов, с помощью которых разбивали местность на ровные отрезки и размечали трассы.
Терраформировать Марс — то есть превратить в мир, где можно жить без защитных куполов — мечта человечества с того момента, как стало понятно, что это холодная планета с призрачной бескислородной атмосферой. Сейчас главный хедлайнер ее освоения — Илон Маск, компания SpaceX которого планирует первые полеты туда уже в 2028 году. Многие энтузиасты вспоминают слова Маска 14-летней давности: Красную планету надо лишь «подремонтировать», чтобы ходить без скафандра. Но между полетом и прогулками по городу-саду на Марсе лежит огромная пропасть. Пару лет назад Naked Science рассматривал положительный сценарий терраформирования. Пришло время подсчитать, сколько же лет и ресурсов потребуется.
Самый маленький дневной хищник Африки впервые попал под наблюдение с помощью GPS-трекеров. Ученые выяснили, что для выкармливания птенцов ему нужен участок почти в 14 раз меньше, чем у степной пустельги — ближайшего «рекордсмена» среди изученных птиц.
Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии