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Verwendung der Zeitdilatation zur Messung der Krümmung der Raumzeit

Abbildung S1. Steigungsmodell 52hk, Rx = 5,8 cm. Oben links: Auslenkung des oberen Arms (hellblau), des unteren Arms (dunkelblau) und des Mittelpunkts (schwarz) des oberen 52-h-Interferometers aufgrund der Quellenmasse als Funktion der Zeit, –52 k. Oben rechts: Ablenkung des oberen Arms (hellblau), den Arm hinunter (dunkelblau) und Mittelpunkt (schwarz) des unteren 52hk-Interferometers, bei –52k-Skala. Unten links: zeitliche Integration der Quellenmassenpotentiale entlang des Oberarmknochens (hellrot) und entlang des Arms (dunkelrot) des oberen 52hk-Interferometers. Unten rechts: zeitliche Integration der Quellenmassenpotentiale entlang des oberen Arms (hellrot) und des unteren Arms (dunkelrot) für das untere Interferometer 52hk. Bildnachweis: DOI: 10.1126 / science.abl7152

Ein Forscherteam der Stanford University nutzte die Zeitdilatation in einem Atombrunnen, um die Krümmung der Raumzeit zu messen. In ihrer Studie, berichtet in der Zeitschrift Wissenschaftwurde die Fontänengruppe als Interferometer verwendet, um die Änderungen des Atomwellenstrahls zu messen, die den Phasenverschiebungen entsprechen. Albert Rora vom Institut für Quantentechnologien des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt veröffentlichte in derselben Ausgabe der Zeitschrift einen Perspektivartikel, in dem er die Arbeit des Teams in Kalifornien skizzierte.

Der vom Team geschaffene Atombrunnen bestand aus einem 10 Meter hohen Turm, der eine evakuierte Röhre enthielt – und oben auf einem Ring, der ein Stück Wolfram befestigte. Um den Springbrunnen zu benutzen, schossen sie Laser unter einzelne Atome, drückten sie nach oben und schossen von oben auf andere Laser, um sie zu stoppen. Ein dritter Laserpuls fing das Atom ein, als es den Boden erreichte. In ihren Experimenten schoben die Forscher Atompaare die Fontäne hinauf und maßen die resultierenden Phasenverschiebungen, während sie sich in der Fontäne auf und ab bewegten. Die Phasenübergänge begannen damit, dass Atome in unterschiedlichen Abständen vom Wolfram an der Spitze der Fontäne stoppten. Der Aufbau zeigte Phasenverschiebungen aufgrund von Zeitdilatation, wobei, wie Einsteins Relativitätstheorie zeigt, die Zeit in der Nähe massiver Objekte langsamer vergeht. In der Fontäne bewegten sich die Atome, die höher aufstiegen, näher an die Wolframmasse und erfuhren daher eine größere Beschleunigung, was zu einer Zeitverschiebung zwischen diesen und den Atomen führte, die nicht auf die gleiche Höhe aufstiegen.

Die Experimente zeigten auch, dass der Aharonov-Bohm-Effekt auch für die Schwerkraft gilt, wo das Magnetfeld in einem zylindrischen Behälter Partikel beeinflussen kann, die niemals in den Behälter gelangen. In seinem atomaren Brunnen wurden Elektronen, die einzigartige Wege den Brunnen hinauf und hinunter nahmen, gezwungen, sich zu überlagern, und trotz des Magnetfelds des Raums wurde keine magnetische Kraft auf sie ausgeübt; Es gibt jedoch immer noch Hinweise auf Magnetfeldverschiebungen.


Molecular Well führt zu einer genaueren Messung physikalischer Konstanten


Mehr Informationen:
Chris Overstreet et al., Beobachtung des Aharonov-Bohm-Gravitationseffekts, Wissenschaft (2022). DOI: 10.1126 / science.abl7152. www.science.org/doi/10.1126/science.abl7152

Albert Rora, die Raum-Zeit-Krümmungs-Quantensonde, Wissenschaft (2022). DOI: 10.1126 / science.abm6854. www.science.org/doi/10.1126/science.abm6854

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das Zitat: Using time dilatation to measure the curvature of spacetime (2022, 14. Januar) Abgerufen am 16. Januar 2022 von https://phys.org/news/2022-01-dilation-curvature-space-time.html

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