Første Verden: Kinesiske Fysikere Lavede Et Koldt Atomurværk I Rummet

{h1}

Atomiske ure har rejst til rummet før. Men ingen har nogensinde formået at lave en denne præcise tick deroppe før.

Tæller tid præcist er vigtigt; det får dig om morgenen og koordinerer alt fra flyrejser til GPS-systemet. Og hvis du gør det godt nok, kan du endda bruge det til at navigere i det ydre rum.

Men det er også en stor teknisk udfordring at fortælle tid. Hvert ur i verden er unøjagtigt i en vis grad. Uanset hvilken teknologi dit armbåndsur bruger til at markere fremtiden, der tikker væk i fortiden, bliver disse flåter ufuldstændigt målt. En gang imellem går en brøkdel af et sekund tabt. Selv atomkvarterer - som måler tiden ved at observere de ultraprecise oscillationer af de enkelte atomer og udgør verdens officielle tidtagere - er ufuldkomne. Derfor stræber forskerne altid efter at bygge en, der er lidt mere præcis end nogen der tidligere er bygget. Og for første gang har et team kinesiske forskere fundet ud af, hvordan man laver en af ​​de mest præcise atomur-teknologier, der i øjeblikket er til rådighed i rummet.

I et papir, der blev offentliggjort i dag (24. juli) i tidsskriftet Nature Communications, meddelte et hold af forskere fra Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics ved Det kinesiske videnskabsakademi officielt, at de med succes havde drevet et koldt atomur i mere end 15 måneder i omløb ombord på den nudefinerede kinesiske rumstation Tiangong-2. (Resultatet blev oprindeligt rapporteret i Science Magazine i september 2017, da en version af papiret gik i preprint journal arXiv, inden den gik gennem peer review og den formelle publiceringsproces.) [Wacky Physics: The Coolest Little Particles in Nature]

Kold atomkloder, som arbejder ved laserkølende atomer til næsten absolut nul før måling af deres oscillationer, kan være mere præcise, da de ved meget lave temperaturer er mere konsistente. Men faktisk at få atomer til disse temperaturer er meget vanskeligt på jorden, endsige inden for rammerne af et rumfartøj.

Kold atomkvarter måler atomerens vibrationer, mens de er i frit fald, så de ikke interagerer med noget andet. På Jorden kræver det konstant at nudge et atom op, så det kan måles, mens det falder gennem detektoren.

Forskere har formået at lave atomer ultracold i frit fald før, laget skrev i papiret. Men det betød mere eller mindre at kaste eksperimentet i luften og lade det falde.

"Disse metoder giver et mikrogravity miljø, der spænder fra flere sekunder (drop tower, parabolske flyvning) til flere minutter (lydende raket)", skrev de i undersøgelsen.

Det er svært at få en sådan enhed til at fungere i kredsløb, skriver forskerne, fordi de skal være meget mindre end deres modparter på Jorden, passere de nødvendige sikkerhedsprøvninger for at starte i rummet, arbejde i mikrogravity, beskytte sig selv mod kosmisk stråling - og gør alt det uden nogen kvantfysikere til rådighed for at foretage tilpasninger, hvis noget skulle gå galt.

Men rumbundne kolde atomure har nogle fordele, forskerne skrev. Vigtigst, de kan studere atomoscillationerne over meget længere perioder. I mikrogravitet kan atomet forblive på plads længere, hvilket giver mulighed for en længere målingstid.

Som videnskab rapporterede i 2017, sagde forskere med Den Europæiske Rumorganisation (ESA), at Tiangong-2s kolde atomur ikke var så præcist som det kunne have været. Men ESA's ur - som i teorien ville være mere præcis - har været udsat for forsinkelser og aldrig har gået op i rummet.

Oprindeligt udgivet på WordsSideKick.com.


Video Supplement: .




DA.WordsSideKick.com
All Rights Reserved!
Reproduktion Af Materialer Tilladt Kun Prostanovkoy Aktivt Link Til Webstedet DA.WordsSideKick.com

© 2005–2019 DA.WordsSideKick.com