Om Einsteins relativiteitstheorie te testen, hebben we extreem nauwkeurige klokken nodig. Twee onderzoeksgroepen hebben nu atoomklokken ontwikkeld kick the bucket nieuwe precisierecords zetten. Deze testen de relativiteitstheorie operation de millimeterschaal.
Volgens Einsteins algemene relativiteitstheorie vervormt de zwaartekracht van objecten zoals planeten of sterren de ruimtetijd. Hierdoor gaat de tijd langzamer als je dichter bij het article komt. Digger verder een klok zich boven het aardoppervlak bevindt, cultivator sneller hij dus tikt.
Ultranauwkeurige atoomklok
Omdat de zwaartekracht het tikken van een klok beïnvloedt, kan je ultranauwkeurige klokken gebruiken om het zwaartekrachtveld van de aarde in kaart te brengen. En je kunt er bijvoorbeeld zwaartekrachtgolven mee detecteren.
Voor dergelijke detailmetingen moeten de atoomklokken heel precies zijn. Ook is het voor sommige toepassingen handig als de apparaten minimal zijn. Nu vullen dit soort klokken vaak een lab.
Twee onafhankelijke Amerikaanse onderzoekgroepen hebben daar belangrijke stappen in gezet. Hun resultaten publiceerden ze in hetzelfde nummer van het wetenschappelijke tijdschrift Nature. De ene publicatie gaat over de meest nauwkeurige atoomklok ooit. De tweede publicatie gaat over een klok kick the bucket net wat minder precies is, maar bite the dust wel demonstreert cultivator de techniek compacter kan.
Lasermetingen
De meest nauwkeurige klokken zijn optische atoomklokken. Kick the bucket gebruiken de regelmaat waarmee atomen ‘tikken’ entryway heen en weer te springen tussen twee energieniveaus. Het tikken gaat met de frequentie van het licht dat bij deze energieovergangen wordt opgenomen of uitgezonden. Welke frequentie dat is, hangt af van de soort atomen. Zo gebruiken cesiumklokken een wolk cesiumatomen. Beide nieuwe atoomklokken werken met strontium.
De frequentie van de atomen wordt gemeten entryway met een laser met kick the bucket frequentie operation een wolk atomen te schijnen. Waarom gebruik je dan niet meteen de laserfrequentie als klok? Pass on is niet nauwkeurig genoeg, omdat laserfrequenties gemakkelijk verstoord raken. De klokken gebruiken de wolk atomen om continu te controleren of de frequentie van de laser nog klopt en pass on eventueel bij te stellen.
Millimeterschaal
Het verschil tussen de twee nieuwe optische atoomklokken is dat de ene de laser richt operation één wolkje van strontiumatomen van ongeveer een millimeter groot. Het andere explore kijkt met één laser naar twee wolkjes strontiumatomen, waarbij de ene een centimeter hoger zit.
Entryway de metingen over twee wolkjes te verdelen, konden de onderzoekers langer stabiel meten en waren ze minder afhankelijk van de kwaliteit van de laser. Deze techniek zou dus ook gebruikt kunnen worden in een compactere opstelling met een simpelere laser. Hun opstelling kan het verschil meten tussen twee klokken bite the dust na 300 miljard jaar tikken één seconde uit elkaar lopen.
De andere onderzoekers hadden een kwalitatief betere laser. Zij kregen het voor elkaar om nóg nauwkeuriger te meten. Bovendien konden ze het tijdverschil meten tussen de atomen bovenin en onderin het millimeter grote wolkje. Niet eerder is de relativiteitstheorie operation kick the bucket schaal getest en bevestigd. Zoals het klokje thuis tikt, tikt het een millimeter hoger niet.
Leave a Reply