POTVRDENIE: Fyzici dosiahli čosi neuveriteľné. Zmerali rozdiel plynutia času na úrovni jedného milimetra
Fyzikom sa podarilo dosiahnuť niečo neuveriteľné. Dokázali zmerať rozdiel plynutia času na úrovni iba jedného milimetra. Na tému upozornil portál ScienceAlert.
Aktualizácia 17. februára 2022
Atómové hodiny sú doposiaľ najpresnejšie hodiny, aké sa ľudstvo podarilo vymyslieť. Platí však, že nie všetky atómové hodiny sú rovnaké a nie všetky „tikajú“ rovnako presne. Tie najlepšie majú odchýlku len 1 sekundu na 15 miliárd rokov, čo znamená, že ak by sme ich spustili pri Veľkom tresku, nemeškali by teraz ani o jednu celú sekundu.
Čas je však pojem relatívny. Pred relativistickou fyzikou Alberta Einsteina sa časom a priestorom zaobchádzalo ako s oddelenými rozmermi. Einstein však spojil čas a priestor a ukázal, že ak ľudia cestujú rozličnými rýchlosťami, namerajú odlišné časy.
Dilatácia času je experimentálne overený poznatok špeciálnej teórie relativity, ktorý platí pre všetky objekty, ktoré sa vzhľadom na pozorovateľa pohybujú veľkou rýchlosťou, alebo sa nachádzajú v silnom gravitačnom poli.
Už dlhé roky to potvrdzujú aj mnohé laboratórne experimenty. Ten najpresnejší z nich sa pritom odohral iba pred pár mesiacmi a výsledky z neho teraz sú publikované v prestížnom žurnále Nature.
Ako píše portál ScienceAlert, za toto jedinečné meranie vďačíme fyzikom z laboratória JILA, ktorým sa podarilo zmerať rozdiel plynutia času na úrovni iba jedného milimetra.
S publikovaním štúdie v recenzovanom žurnále sa autorom „rozviazal jazyk“ a prezardili ďalšie nové informácie, ktoré doposiaľ držali pod rúškom tajomstva.
Ukázalo sa, že toto jedinečné merania sa podarilo vďaka tomu, že atómy v milimetrovom oblaku „tikali“ medzi dvoma energetickými úrovňami v dokonalej harmónii celých 37 sekúnd. Ide tak o rekord z hľadiska kvantovej koherencie – udržiavania stabilného kvantového stavu.
To im umožnilo zmerať červený posun v oblaku atómov stroncia a zistiť, že hodnota červeného posunu medzi vrchnou a spodnou časťou oblaku je 0.0000000000000000001. Uvedené je v súlade s predpoveďami Einsteinovej teórie.
Experni tvrdia, že ak sa im podarí zmerať červený posun ešte 10-krát presnejšie ako teraz, budú schopní pozorovať celú De Broglieho vlnu atómu naprieč zakriveným časopriestorom. Len pre zaujímavosť, toto meranie bolo 50-krát presnejšie ako ktorékoľvek iné podobné meranie.
Vedci by tým dokázali vedu posunúť do úplne iných rozmerov a skúmať kvantovú mechaniku v zakrivenom časopriestore. Zmerať rozdiel v plynutí času na takejto úrovni by mohlo viesť napríklad k poznatku, že gravitácia narúša kvantovú koherenciu, čím by sa objasnilo aj to, prečo sa náš makrosvet správa podľa klasickej fyziky a nie tej kvantovej.
Pôvodný článok
Paradox dvojčiat
Jeden z dobre známych myšlienkových experimentov v rámci špeciálnej teórie relativity, známy ako paradox dvojčiat, hovorí o tom, že ak jedno z dvojčiat cestuje vesmírnou loďou rýchlosťou svetla, zatiaľ čo to druhé čaká na Zemi, bude sa zdať, že dvojča cestujúce rýchlosťou svetla je mladšie ako to, ktoré zostalo na Zemi.
Ako píše QuantaMagazine na svojom webe, rovnako ako rýchlosť, tak i gravitácia ovplyvňuje plynutie času. Podľa všeobecnej teórie relativity Zem, čierna diera, alebo akékoľvek masívne teleso deformuje časopriestor spôsobom, ktorý spomaľuje čas.
Pri hľadaní rozdielu plynutia času nemusíme chodiť veľmi ďaleko a vysielať niekoho do vesmíru rýchlosťou svetla. Stačilo by, ak by jedno z dvojčiat žilo na úrovni hladiny mora a druhé na vrchole Everestu. Vzhľadom na to, že na vrchole Everestu je gravitačná príťažlivosť Zeme o niečo slabšia ako na úrovni mora, dvojča, ktoré by žilo na vrchole, by zostarlo rýchlejšie.
Hoci rozdiel by bol minimálny, je dostatočne veľký na to, aby sa dal zmerať. Fyzikom sa však tento rozdiel podarilo posunúť úplne do iných rozmerov.
Rekordné meranie
V novej štúdii, ktorá zatiaľ neprešla recenzným posudkom, zverejnenej na predtlačovom serveri arXiv, odborníci z laboratória JILA, amerického Národného inštitútu pre štandardy a technológie a univerzity v Colorade totiž dokázali pomocou špeciálne navrhnutých atómových hodín zmerať rozdiel plynutia času na milimetrovej škále.
Presnejšie dokázali zmerať gravitačný červený posun, teda jav, pri ktorom elektromagnetické vlny, fotóny, vystupujúce z gravitačnej studne (koncepčný model gravitačného poľa obklopujúceho telesá vo vesmíre) strácajú energiu. Táto strata energie zodpovedá zníženiu vlnovej frekvencie a zvýšeniu vlnovej dĺžky. Opačný efekt, pri ktorom fotóny získavajú energiu pri prechode do gravitačnej studne je známy ako gravitačný modrý posun.
Práca je obrovským skokom k štúdiu fyziky na „priesečníku“ všeobecnej relativity a kvantovej mechaniky, ktoré sú síce obe platné, no navzájom nezlučiteľné.
Ako píše portál ScienceNews, fyzici využili špeciálne hodiny pozostávajúce z približne 100 000 atómov stroncia. Tento milimeter veľký oblak atómov bol ochladený na ultranízku teplotu, vďaka čomu boli atómy takmer nehybné.
Následne sa výskumníci pozreli cez kameru na oblak atómov a nakreslili dve imaginárne políčka okolo hornej a dolnej polovice oblaku. Po 92 hodinách pozorovania týchto miniatúrnych hodín porovnali frekvenciu „tikania“ hornej a dolnej polovice a zistili, že čas v hornej časti oblaku je o 0,00000000000000001 % kratší, ako čas v spodnej časti. Ide zatiaľ o najpresnejšie porovnanie frekvencií, aké kedy bolo uskutočnené.
Samozrejme pri samotnom meraní sa vedci uistili, že do výpočtu nie sú zahrnuté akékoľvek účinky, ktoré nemajú gravitačný charakter.
Vzhľadom na to, že predtým vedci dokázali merať gravitačný červený posun s výškovým rozdielom 33 centimetrov, ide o obrovský skok vpred. Podľa fyzikov je toto meranie svojim spôsobom krokom k spojeniu všeobecnej teórie relativity a kvantovej mechaniky.
Bližšie informácie by autori mali poskytnúť až keď ich štúdia prejde recenzným posudkom a bude publikovaná v recenzovanom žurnále.
Čítajte viac z kategórie: Novinky
Ďakujeme, že čítaš Fontech. V prípade, že máš postreh alebo si našiel v článku chybu, napíš nám na redakcia@fontech.sk.
Teraz čítajú
Američania zhodia z lietadiel biologickú zbraň. Nasadia miliardy bojovníkov proti škodcovi
Vo vesmíre sa stalo niečo neuveriteľné. Vedci majú prvé dôkazy o tomto najohromujúcejšom jave
Na Zem dopadol vzácny 25 kg meteorit. V USA idú dražiť kus susednej planéty, cena je závratná
Čínskym vedcom sa podarilo nemožné. Prelomová génová terapia zmenila 28-ročnému mužovi život
Vedci porušili 160-ročný zákon fyziky. Našli spôsob, ako chytať „stratenú” energiu
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP
MIMORIADNE Auto zrazilo matku s dieťaťom, obe zraneniam podľahli
Vitamín proti únave v určitých prípadoch poškodzuje nervy. Obsahujú ho bežné tyčinky a energy drinky
Renomovaný psychológ upozorňuje na nenápadný indikátor, ktorý vedie k rozvodu. Nie sú to hádky ani peniaze
Koniec tropickým teplotám: Zmena počasia príde už cez víkend. Očakávaj silné búrky a ochladenie (PREDPOVEĎ)
Smrteľná pasca na letných cestách: Toto robí 90% vodičov a riskujú svoje životy
- 24 hod
- 48 hod
- 7 dní
-
- Rusom padla sánka. Jedna z najlepších stíhačiek USA dostane vlastnú „armádu dronov”
- Veľký operátor bije na poplach: Ak dostaneš takúto správu, rovno ju vymaž. Môžeš prísť o peniaze
- Európa do neho investovala miliardy eur, teraz ho ľudia nechcú. Predaj energetického zariadenia prudko klesol
- Blesk z jasného neba: Revolučná elektráreň dostala zelenú. Stojí za ňou Bill Gates
- Bol na mizine, dnes jeho spotrebiče zarábajú miliardy. Toto je príbeh génia, ktorý založil slávnu značku
-
- Európa do neho investovala miliardy eur, teraz ho ľudia nechcú. Predaj energetického zariadenia prudko klesol
- Rusom padla sánka. Jedna z najlepších stíhačiek USA dostane vlastnú „armádu dronov”
- Začala sa neviditeľná vojna o suroviny. Štyri veľmoci spustili tajný plán, aby odstavili Čínu
- Veľký operátor bije na poplach: Ak dostaneš takúto správu, rovno ju vymaž. Môžeš prísť o peniaze
- Uzavreli kvôli nemu Bratislavu a v Holíči postavili pancierový vlak. Akčný film so slovenskými koreňmi má prvý trailer
-
- Európa do neho investovala miliardy eur, teraz ho ľudia nechcú. Predaj energetického zariadenia prudko klesol
- Vedci našli skrytý trik, ako obnoviť zrak. Takéto niečo by ti nikdy nenapadlo
- Celý život triedila plasty. Žena neverila vlastným očiam, keď pomocou AirTagu zistila, kde končia
- Lacný ako Fabia, výkonný ako Porsche. Známa značka spustila predaj auta s dojazdom 2 000 km
- Stáročia stará záhada má jasnú odpoveď. Vo vnútri Mesiaca našli veľké prekvapenie
Budeme tankovať lacnejší benzín? OPEC+ spustil ropnú lavínu, ktorá ovplyvní aj Slovákov
Slováci sa dočkali. ZSSK chce konečne vyriešiť jeden z najväčších problémov cestujúcich
Slovenská vláda chce AI pod kontrolou. Vymenovala vlastného splnomocnenca
Po veľkom výpadku sa Praha opäť rozsvietila. Chaos však zanechal následky
ZSSK čelí kritike: Tisíce študentov prichádzajú o nárok na bezplatnú dopravu
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP