Pull to refresh

Comments 17

Затем стабильный лазер с частотой, близкой к частоте колебаний атомов, посылается, чтобы исследовать их колебания и отслеживать время.
куда, простите, «посылается лазер»?
Затем через оптический резонатор пропустили лазер, где он запутался с атомами.
может все-таки пропустили не лазер, а его излучение? Да и кто с кем запутался не вполне понятно.

Вы меня извините, но изложение новости получилось в стиле гостелеканалов.

А теперь представьте, каково мне, соавтору этой работы, смотреть на издевательство maybe_elf над нашим несчастным пресс-релизом ;).


Давайте так. С меня в ближайшее время — пост об атомных часах (и об этой работе в частности), а пока что задавайте вопросы в комментариях.

… и изменяется ли само время с возрастом Вселенной.

Вот это очень интересно! Каким образом это предполагается установить?

Идея в том, что переходы между электронными уровнями в атомах чувствительны к разным фундаментальным величинам, например к постоянной тонкой структуры. Сравнивая двое часов, привязанных к двум разным переходам, можно получить ограничение сверху на скорость изменения таких констант.


Если не ошибаюсь, по последним результатам постоянная тонкой структуры меняется не быстрее, чем на 10-16 в год.

У меня не получается выстроить логическую схему опыта отвечающего на вопрос «Изменяется ли скорость течения времени со временем?»
Если скорость течения времени изменяется, изменяется и скорость света, а она входит в формулу постоянной тонкой структуры, но это частность. В общем мы должны найти что-то, что не меняется с течением времени, но чтобы убедится, что оно не меняется с течением времени, мы должны измерить время в два разных момента при том, что мы не знаем идут ли наши часы с одинаковой скоростью в эти разные моменты. Вроде как не решаемая задача, на мой взгляд.

Смотрите, сейчас в системе СИ время жестко привязано к конкретному атомному переходу в цезии. Если мы увидим, что частота этого перехода меняется из года в год, то можно было бы сказать, что время начинает течь по-другому, при этом остальные физические константы остаются прежними. Но по логике СИ все происходит с точностью до наоборот: время всегда течет одинаково (потому что оно задано через этот переход в цезии), а вот фундаментальные константы могут меняться.


То есть оба подхода описывают мир одинаково хорошо. Для нас подход СИ хорош тем, что позволяет привязать всю систему единиц к параметрам окружающего мира и забыть о сферических эталонах в вакууме из Палаты мер и весов. Изменений фундаментальных констант со временем мы пока все равно не видели, и речь идет скорее об ограничении сверху на скорость их изменения.


Измеряют подобные вещи, как вы и говорите, попеременно: сначала один атомный переход, потом второй, и так много раз, набирая статистику.

Если мы находимся в инерциальной системе отсчета, то наши часы для нас идут нормально, но для наблюдателя из другой ИСО движущейся относительно нас наши часы идут медленнее.
И у нас нет никакого способа это увидеть, да это и не имеет смысла для нас. По этой же аналогии, если время во вселенной течет неравномерно, то это увидит только Бог на своих стабильных часах, а мы никак не определим. Т.е. время перехода в цезии будет меняться, но будут меняться пропорционально и все остальные константы.
И, например, скорость света будет меняться по мере движения луча, но всегда будет составлять 9млрд. периодов цезия.
Ведь сейчас, воздействуя полем, мы можем замедлить этот период у цезия, значит он, в принципе, подвержен изменению.
Хотя, возможно мы найдем что-то, что не сможем изменить никоим образом, это нам даст надежду, что это будет той самой «точкой опоры» ))

А как измеряют (измеряют ли?) точность атомных часов?

Скорее всего вероятностными вычислениями

Вообще есть два важных параметра: точность (accuracy) и стабильность (precision):



Чтобы померить точность, нужно сравнивать двое часов.


А для стабильности набирают статистику показаний часов за какое-то время и потом обычно вычисляют Аллановскую дисперсию. Она, в частности, показывает, насколько долго нужно усреднять показания часов до достижения необходимой точности.

Мало им запутанности с часовыми поясами, летним временем, солнечными и звёздными сутками, високосными годами и секундами. Теперь ещё и квантовая
шутка

Не совсем понятно, как dark matter будет воздействовать на данный девайс, что бы определить наличие оной?

Через гравитацию, коей является искривление пространства-времени.

Там идея в том, что некоторые виды темной материи могут вызывать взаимодействие между нейтронами в атомных ядрах с электронами на оболочках. Что, в свою очередь, сдвигает энергетические уровни в атомах.


Сравнивая этот сдвиг с атомными часами (которые привязаны к другому очень стабильному энергетическому переходу в атомах) можно попытаться увидеть эти отклонения. Этим в нашей группе тоже занимаются, здесь есть неплохой обзор на русском.

А есть ли другие применения именно по замеру времени? Вопрос вот в чем. Если мы хотим замерить время между двумя событиями, то нам нужно два раза «посмотреть» на часы. На что тоже нужно потратить определенное время. И при уменьшении дельты времени между событиями, время на выполнение этого фиксирования влияет на результат все больше и больше. При этом кажется, что очень точные часы для такой задачи и не нужны.

Как с этим бороться? Рассчитывать время замера в теории и аккуратно вычитать? Или строить эксперимент таким образом, чтобы событие стало частью часов и меняло его состояние напрямую?

Все верно: чем короче измерение, тем меньше его точность. Математика здесь как в преобразовании Фурье: если импульс (=измерение) длится секунду, его спектральная ширина будет порядка Герца.


Если копнуть еще глубже

то это оказывается соотношением неопределенностей Гейзенберга для энергии и времени: за секунду нельзя измерить энергию точнее, чем ~1 Гц. Атомные часы собственно измеряют энергию перехода между двумя электронными уровнями.


А вообще атомные часы — это про долговременную стабильность. В них одно измерение времени длится порядка секунды, и грубо говоря, что там происходит на протяжении этой секунды, мы не знаем. Короткие интервалы времени измеряют по-другому — например, сравнением со стабильными осцилляторами.

Квантово-запутанные показания времени уже нашумели в интернете некоторое время назад. Видимо, прототип уже тогда ушёл в народ.
Скрытый текст

Sign up to leave a comment.

Other news