Wahrscheinlich kannst du keine solche „Dekoration“ am Handgelenk tragen, aber die Arbeit des Mechanismus ermöglicht es dir, nicht nur die Zeit anzuzeigen. Die Physiker haben Uhren geschaffen, die so genau sind, dass sie in den nächsten 15 Milliarden Jahren nicht verloren gehen!
Eine neue Studie beschreibt die Atomuhren, bei denen sie ein optisches Gitter anwendeten, das durch Laserstrahlen dargestellt wird, die Ytterbiumatome einfangen. Jedes Atom hat eine konstante Schwingungsfrequenz, mit der die Wissenschaftler messen können, wie Ytterbiumatome zwischen zwei Energieebenen übergehen, wodurch ein „Ticken“ von Uhren erzeugt wird.
Die Forscher verglichen zwei unabhängige Atomuhrwerkmechanismen, um historische Benchmarks für die Leistung unter Verwendung von drei Schlüsselmessungen zu erfassen: systematische Unsicherheit, Stabilität und Reproduzierbarkeit. Vergessen Sie nicht, dass die Leistung der Uhr durch terrestrische Gravitationseffekte begrenzt wird.
Albert Einsteins allgemeine Relativitätstheorie besagt, dass die Schwerkraft eine fundamentale Rolle in der Zeit spielt. Erinnern Sie sich zumindest an die Wasserwelt aus dem Film „Interstellar“, in der jede vergangene Stunde aufgrund eines Indikators für hohe Schwerkraft 7 Erdjahre betrug. Im Fall von Ytterbiumuhren variiert die Schwingungsfrequenz unter verschiedenen Schweregraden. Wissenschaftler können Einsteins Theorie zu ihrem Vorteil nutzen. Die NIST-Atomuhren werden so empfindlich, dass ihre Entfernung von der Erdoberfläche einen gravierenden Leistungsunterschied zur Folge hat. In der Praxis bedeutet dies, dass die Uhr nicht nur die Zeit, sondern auch die Raumzeit messen kann.
Ja, aus einem solchen Gedanken beginnt das Gehirn zu kochen. Mit dieser theoretischen Genauigkeit könnte die Uhr dazu verwendet werden, kosmische Phänomene wie Gravitationswellen oder dunkle Materie zu fixieren. Die Wissenschaftler wissen immer noch nicht genau, was dunkle Materie ist, aber es ist ersichtlich, ob sie die physikalischen Konstanten beeinflusst.
Neue Technologien werden den Durchbruch in der Weltraumforschung schaffen. Wenn alle Mechanismen über den Globus verstreut sind, kann die Größe des Planeten bis zu 1 cm betragen. Die Uhr muss noch Tests und Verbesserungen bestehen, aber die Idee selbst ist wirklich beeindruckend, da sie eines Tages die schwer fassbare dunkle Materie des Universums darstellen kann.
