Квантовий батут дозволить вимірювати силу гравітації

13/11/2009

Система для отримання конденсату Бозе-ЕйнштейнаФізики запропонували схему квантового батута, яка дозволить, зокрема, вимірювати силу гравітації. Стаття учених ще не прийнята до публікації, проте її препринт доступний на сайті arXiv.org.

Одним із способів точного вимірювання гравітаційного поля є наступний. У вакуумну камеру поміщається конденсат Бозе-Ейнштейна - матерія в особливому стані, при якому квантові ефекти виявляються на макрорівні. Цьому конденсату дозволяють вільно падати. При цьому виявляються хвилеві властивості атомів, і через їх взаємодію виникає явище інтерференції.

Аналіз картини інтерференції дозволяє обчислити дію гравітації на атоми. При цьому чим довший прилад, тим більше точними виходять вимірювання. Проте насправді це створює великі труднощі для використання подібних інструментів. Наприклад, конденсат Бозе-Ейнштейна може існувати тільки при температурах, які на долі градуса перевищують абсолютний нуль, тому вся камера повинна бути охолоджена.

В рамках нової роботи учені запропонували нову схему. У їх приладі конденсат Бозе-Ейнштейна опроміняться лазерними імпульсами. В результаті явища дифракції частина атомів підскакує вгору, як на батуті, і падає назад. Аналіз дифракційної картини після багатократного повторення такої процедури дозволяє ученим з'ясувати характеристики гравітаційного поля.

На сьогодні нова технологія знаходиться на стадії тестування - поки що ученим не вдалося отримати точніші результати вимірювань, ніж за допомогою стандартного приладу, проте вони сподіваються подолати цю трудність в найближчому майбутньому.

Зараз для вимірювання гравітаційного поля повсюдно використовуються акселерометри - пристрої, що вимірюють прискорення вільного падіння в окремо взятому напрямі. Наприклад, подібні прилади встановлені на європейському супутнику GOCE, який в даний час вимірює гравітаційне поле на орбіті Землі. Точна карта цього поля дозволить ученим відтворити форму нашої планети.

Повернутися до списку публікацій



Останні новини

Статті

Попередні публікації