1. Ana Sayfa
  2. Bilim
  3. Bir lazer ışını yerçekimini ölçmek için yeni bir yol sunuyor

Bir lazer ışını yerçekimini ölçmek için yeni bir yol sunuyor

110619_MT_interferometer_feat-1028x579_790x445_790x445
Teknik, arazinin haritalanmasına yardımcı olabilecek hafif yerçekimi değişimlerini ölçebilir

Atomların serbest düşüşten ziyade havada asılı dururken nasıl davrandıklarını izleyerek fizikçiler Dünya’nın yerçekimini ölçmek için yeni bir yol bulmuşlardır. 

Geleneksel olarak, bilim adamları yerçekiminin atomlar üzerindeki etkisini ölçerek, atomların uzun kanallardan ne kadar hızlı takıldığını takip ettiler. Bu tür deneyler Einstein’ın yerçekimi teorisini test etmeye yardımcı olabilir ve temel sabitleri kesin olarak ölçebilir . Ancak serbest düşme deneylerinde kullanılan metre uzunluğundaki tüpler, başıboş manyetik alanlar gibi çevresel parazitlerden korunmak için tuhaf ve zor olabilir. Yeni bir masa üstü kurulumuyla fizikçiler, havada birkaç milimetre asılı olan atomları lazer ışığıyla izleyerek Dünya’nın yerçekiminin gücünü ölçebilirler. 

8 Kasım Science’da tarif edilen bu yeniden tasarım, küçük nesnelerin uyguladığı çekim kuvvetlerini daha iyi sorgulayabiliyordu. Bu teknik aynı zamanda dünyanın farklı yerlerinde hafif yerçekimi değişimlerini ölçmek için kullanılabilir ve bu da deniz tabanını haritalamaya veya yeraltındaki yağ ve mineralleri bulmanıza yardımcı olabilir . 

Fizikçi Victoria Xu ve Kaliforniya Üniversitesi’nden meslektaşları olan Berkeley, bir sezyum atomu bulutunu havaya fırlatıp başlattı ve her bir atomu üst üste bir konuma ayırmak için ışık flaşlarını kullanarak başladı. Bu garip kuantum limboda, her bir atom aynı anda iki yerde bulunur: atomun bir versiyonu diğerinden daha yüksek olan birkaç mikrometreyi gezer. Xu’nun ekibi daha sonra bu bölünmüş sezyum atomlarını bir lazerden gelen ışıkla havada tutuyordu. 

İLGİNİZİ ÇEKEBİLİR  Koronavirüsün kökenini tespit etmek en az bir yıl sürer

Anladım atom

blank

Yerçekimini ölçmek için fizikçiler, atomları süperpozisyon adı verilen tuhaf bir kuantum durumuna ayırırlar; burada atomun bir versiyonu diğerinden biraz daha yüksektir (bu şekilde dikey sarı bantlarla bağlanmış mavi noktalar). Araştırmacılar bu atomları lazer ışığı kullanarak (yatay mavi bantlar) havada tutuyorlar. Işık altında tutulurken, tek bir atomun her bir versiyonu, Dünya’nın çekim alanındaki farklı konumlarından dolayı biraz farklı davranır. Bu farklılıkların ölçülmesi, fizikçilerin o yerdeki Dünya’nın yerçekiminin gücünü belirlemelerine izin verir.

Yerçekimi kuvvetinin, yerçekimi alanı tarafından aşağı çekilmek yerine yerinde tutulan atomlarla ölçülmesi, atomların dalga partikülü dualitesinin  içine çekilmesini gerektirir . Bu kuantum etkisi, ışık dalgalarının foton adı verilen parçacıklar gibi davranabilmesi, atomların dalgalar gibi davranabilmesi anlamına gelir. Ve, süperpozisyonda yakalanan her sezyum atomu için, atom dalgasının yüksek versiyonu, atomların Dünya’nın yerçekimi alanındaki biraz farklı konumlarından dolayı, alt tarafından biraz daha hızlı dalgalanır. Bir atomun iki versiyonunun dalgalılığının ne kadar hızlı bir şekilde senkronizasyondan çıktığını izleyerek fizikçiler bu noktada Dünya’nın yerçekiminin gücünü hesaplayabilirler. 

MIT’den fizikçi Alan Jamison “Çok etkileyici” diyor. Ona göre, yeni tekniğin büyük bir vaadi daha kontrollü ölçümler. “10 metre uzunluğundaki bir kuleye sahip olduğunuz bu düşme deneyleri üzerinde çalışmak oldukça zor” diyor. “Manyetik alanların korunması zordur ve çevre onları her yerde üretir – binanızdaki tüm elektrik sistemleri vb. Daha küçük bir hacimde çalışmak, bu çevresel gürültüden kaçınmayı kolaylaştırıyor. 

İLGİNİZİ ÇEKEBİLİR  Araştırmacılar Yongadan Yongaya Kuantum Işınlamayı Gerçekleştirdi

[mailpoet_form id=”1″]

Çalışma alanında ortak yazar Holger Müller, daha kompakt ekipmanın daha kısa menzilli yerçekimi etkilerini de ölçebildiğini söylüyor. “Diyelim ki tüm Dünya’nın yerçekimini ölçmek istemiyorsunuz, ancak mermer gibi küçük bir şeyin yerçekimini ölçmek istiyorsunuz”. “Mermeri atomumuza yaklaştırmamız gerekiyor [ve orada tutmalıyız]. Geleneksel bir serbest düşme düzeninde atomlar mermerimize yakın bir zaman harcayacaktı – milisaniye – ve çok daha az sinyal alacağız. ” 

İngiltere’deki Birmingham Üniversitesi’nden fizikçi Kai Bongs, karanlık maddenin yapısını araştırmak veya Einstein’ın denklik prensibi olarak adlandırılan Einstein’ın yerçekimi teorisinin temel bir yönünü test etmek için yeni türdeki atomik gravimeterin kullanıldığını hayal ediyor . Kuantum mekaniğini uzlaştırmayı öneren birçok birleşik fizik teorisi ve uyumsuz olan Einstein’ın yerçekimi teorisi bir şekilde denklik ilkesini ihlal ediyor. “Dolayısıyla ihlalleri aramak bizi büyük birleşik teoriye yönlendirebilir” diyor. “Bu, fizikteki Kutsal Kaselerden biri.”

Yorum Yap