تکنیک تداخل سنجی اتمی، از اثرات انبساط زمانی، برای آشکار کردن تغییرات ظریف در قدرت گرانش استفاده می کند.
در سال 1797، دانشمند انگلیسی هنری کاوندیش قدرت گرانش را با ابزاری که از گوی های سربی، میله های چوبی و سیم ساخته شده بود اندازه گیری کرد. و در قرن بیست و یکم، دانشمندان با ابزارهای نسبتاً پیچیده‌تر چون اتم ها کاری مشابه انجام دادند.
گرانش ممکن است یک موضوع اولیه در کلاس های مقدماتی فیزیک باشد، ولی این بدان معنا نیست که دانشمندان در تلاش نباشند آن را با دقت روزافزون اندازه گیری کنند. اکنون، گروهی از فیزیکدانان این کار را با استفاده از اثرات اتساع زمان (یکی از مفاهیم فیزیکی مربوط به نظریه نسبیت خاص آلبرت اینشتین هست) ، ناشی از افزایش سرعت یا نیروی گرانشی بر روی اتم‌ها انجام داده‌اند. پیرو همین موضوع محققان اعلام کردند که قادر به اندازه گیری انحنای فضا-زمان بوده اند.
این آزمایش بخشی از حوزه ای از علم است که تداخل سنجی اتمی نامیده می شود، که از یک اصل مکانیک کوانتومی استفاده می کند: همانطور که یک موج نور را می توان به عنوان یک ذره نشان داد، یک ذره (مانند یک اتم) را می توان به عنوان یک "بسته موج" نشان داد. و همانطور که امواج نور می توانند همپوشانی داشته باشند و تداخل ایجاد کنند، بسته های موج نیز می توانند اهمیت داشته باشند، به ویژه اگر بسته موج یک اتم به دو قسمت تقسیم شود.
آشکارسازهای امواج گرانشی از طریق یک اصل مشابه کار می کنند. با مطالعه ذرات به این روش، دانشمندان می‌توانند روند حرکتی برخی از عملکردهای کلیدی جهان را تنظیم کنند، مانند اینکه الکترون‌ها چگونه رفتار می‌کنند و گرانش واقعاً چقدر قوی است و اینکه چگونه در فواصل نسبتاً کوچک به طرز ماهرانه‌ای قابل تغییر هستند.
این آخرین اثری است که کریس اورستریت از دانشگاه استنفورد و همکارانش در مطالعه جدید آن را اندازه‌گیری کردند. برای انجام این کار، آنها یک "چشمه اتمی" ایجاد کردند که از یک لوله خلاء به ارتفاع 33 فوت (10 متر) تشکیل شده بود که با حلقه ای در اطراف آن تزئین شده بود.
محققان فواره اتمی را با شلیک پالس های لیزری از میان آن کنترل کردند. آنها با یک پالس، دو اتم را از پایین به بالا پرتاب کردند. دو اتم قبل از اینکه پالس دوم آنها را به سمت پایین شلیک کند، به ارتفاعات متفاوتی رسیدند. پالس سوم اتم‌ها را در پایین گرفت و بسته‌های موجی اتم‌ها را دوباره ترکیب کرد.
محققان دریافتند که دو بسته موج خارج از فاز نشانه ای از این هستند که ،میدان گرانشی در فواره اتمی کاملاً یکنواخت نیست.
در یک میدان گرانشی کاملاً یکنواخت ،از آنجایی که اتمی که بالاتر رفته به حلقه نزدیک‌تر است، به لطف گرانش حلقه، شتاب بیشتری را تجربه میکند و چنین اثراتی خنثی می‌شوند. ولی این چیزی نیست که در این مورد اتفاق می افتد. چراکه بسته‌های موج اتم‌ها خارج از فاز هستند، و به لطف تأثیرات اتساع زمان، اتمی که شتاب بیشتری را تجربه می کند، نسبت به همتای خود کمی خارج از زمان می باشد.
هرچند نتیجه یک تغییر جزئی است، اما تداخل سنجی اتمی به اندازه کافی حساس است که آن را تشخیص دهد. به گفته محققان، اگرچه فناوری پشت این کشف - تداخل سنجی اتمی - ممکن است محرمانه به نظر برسد، اما ممکن است روزی از تداخل سنجی اتمی برای شناسایی امواج گرانشی استفاده شود و به ما کمک کند بهتر از GPS جهت یابی کنیم.
های فن تک از شما دعوت می کند نظرات خود را در مورد این مقاله به اشتراک بگذارید