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爱因斯坦神预言的“时间膨胀”,如今被测得明明白白

前瞻网 2022-02-18 11:54

 

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爱因斯坦在他的广义相对论中预言了一种叫做“时间膨胀”的东西,即在两个不同的引力作用下,两个时钟总是以不同的速度滴答。

此后,在许多实验中都观察到了这种效应,但现在科学家们以迄今为止最小的规模记录了它。

这一结果是通过使用相距仅一毫米(0.04英寸)的超精密原子钟实现的。在收集了90个小时的数据后,该团队得到的读数比以前任何类似的测量都要精确50倍。

科学家测量了约10万个超冷锶原子云的红移。红移显示了原子的辐射频率在电磁波谱上的变化--或者换句话说,原子钟滴答作响的速度。虽然在这个微小的距离上,红移的差异只有0.0000000000000000001左右,但这与广义相对论的预测是一致的。

当然,尺度越小、越精确,人们就越依赖量子力学来解释发生了什么。研究人员希望,他们的新读数开辟了一条道路,以了解更多关于时空曲率--我们体验到的重力--如何根据量子物理学影响粒子的特性。

来自科罗拉多大学博尔德分校的物理学家Jun Ye说:“最重要和令人兴奋的结果是,我们有可能将量子物理学与重力联系起来,例如,当粒子分布在弯曲时空的不同位置时,用量子物理学来探测复杂的物理学。”

这项时间膨胀研究之所以如此令人兴奋,部分原因在于它为未来更加精确的原子钟指明了方向,给科学家们提供了一个可以改进的蓝图,以便在越来越小的尺度上进行测量。

在过去的几十年里,原子钟已经取得了长足进步,然而还有很多事情要做。

该研究论文题为'Resolving the gravitational redshift across a millimetre-scale atomic sample',已发表在《自然》期刊上。

前瞻经济学人APP资讯组

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责任编辑: 4162SKX

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