Падающие атомы проверили закрученность пространства-времени

Падающие атомы проверили закрученность пространства-времени

Физики из университетов Гуаньчжоу и Сунь Ятсена проверили универсальность гравитации по отношению к объектам, обладающим различным спином. С точностью вплоть до десятимиллионных долей авторам удалось показать, что свободное падение для атомов рубидия не зависит от их собственного момента импульса. Этот результат позволяет ограничить параметры большой части моделей квантовой гравитации, в которых ускорение свободного падения зависит от квантовых свойств частиц. Кроме того авторы установили ограничения на скрученность пространства времени. Исследование опубликовано в журнале Physical Review Letters (препринт), кратко о нем сообщает Physics.

Авторы использовали в своей работе облака из охлажденных до семи тысячных долей кельвина атомов рубидия-87. Для управления ими ученые использовали магнитооптические ловушки и луч лазера. Облако атомов поднимали на высоту порядка 70 сантиметров, после чего облучали определенным образом подобранными лазерными импульсами. Ускорение атомов определялось методами атомной интерферометрии, а спины последовательно переключались между состояниями спин-вверх и спин-вниз. Важнейшим требованием к установке была однородность магнитного поля.

Вычисленные значения ускорений для разных спиновых состояний отличались не более чем на одну десятимиллионную долю. Этот результат ограничивает параметры многих теорий квантовой гравитации, а также классических расширений ОТО. В частности, авторы ограничили параметр скрученности пространства в теории Эйнштейна—Картана.

Универсальность свободного падения — одно из предположений, лежащих в основе общей теории относительности. Этот постулат был экспериментально проверен на макроскопических и микроскопических объектах. Точность его проверки для макроскопических (в том числе и вращающихся) тел достигает десятитриллионных долей. Вместе с тем, ускорения микроскопических объектов (к примеру, атомов) измерены с гораздо меньшей точностью — вплоть то десяти- и стамилионных долей. Ранее ученые предпринимали попытки сравнить свободное падение атомов с различными спиновыми состояниями, однако новая работа устанавливает наиболее сильные ограничения.

Владимир Королёв

N+1

Похожие новости:
В CERN получили антиводород
Ученым из Европейского центра ядерных исследований (CERN) в рамках эксперимента ASACUSA впервые удалось получить антиводород. Об этом сообщается на сайте центра. Статья ученых появилась в журнале Nature Communications. В эксперименте антипротоны, из замедлителя AD, смешивают с позитронами (антиэлектронами) в специальной ..
2014-01-22 1970 1 Научные открытия
0
Ученые синтезировали 117-й элемент таблицы Менделеева
Немецким физикам удалось синтезировать 117-й элемент таблицы Менделеева, сообщает New Scientist. Данный элемент был открыт в 2009 году в Объединенном институте ядерных исследований (Дубна) и ранее уже был синтезирован учеными из России и США. Первоначально физики из Германии намеревались синтезировать 119-й элемент ..
2014-05-05 2435 0 Научные открытия
0
Физики впервые измерили гравитационную массу антивещества
Исследовательская команда из CERN, работающая с Antihydrogen Laser Physics Apparatus (ALPHA), сообщает о первом прямом измерении воздействия гравитационного эффекта на антиматерию, а именно - антиводорода в свободном падении. "Атомы обычной материи падают вниз, значит ли это, что атомы антиматерии падают ..
2013-05-2 1954 0 Научные открытия
0
Ученые показали танцующие атомы кремния
Физики из Национальной лаборатории Оук-Ридж запечатлели «танцующие» атомы кремния. Статью об этом ученые опубликовали в журнале «Nature» Краткое содержание статьи доступно, в пресс-релизе на сайте лаборатории. Там же размещено видео (.mov) «танца». Ученые продемонстрировали необычное поведение частиц, поместив ..
2013-04-4 2006 0 Научные открытия
4
Физики разработали настольный рентгеновский лазер
Международный коллектив физиков разработал настольный рентгеновский лазер, который можно применять для биологических, физических и других научных исследований, говорится в статье, опубликованной в журнале Science. Считается, что широкое распространение рентгеновских лазеров в научных лабораториях повлечет за собой микро-революцию ..
2012-06-10 2183 0 Научные открытия
0
Физики увидели «нанозвезды» на фоне «сверхпроводящей вселенной»
Российские физики вместе с французскими коллегами впервые увидели возбужденные состояния вокруг единичных магнитных атомов железа. Они обнаружили, что магнитные атомы создают возмущения, которые выглядят как осциллирующие «нанозвезды» на фоне «сверхпроводящей вселенной». Результаты своих исследований авторы ..
2015-10-13 1650 0 Научные открытия
-1
Немецкие ученые синтезировали новый химический элемент
Физики из Германии синтезировали 117-й элемент таблицы Менделеева. Результаты своего исследования авторы опубликовали в журнале Physical Review Letters, кратко с ним можно ознакомиться на сайте New Scientist. Первоначально физики хотели синтезировать 119-й элемент таблицы, но после безуспешных попыток ..
2014-05-06 1822 0 Научные открытия
0
НАСА исследует на МКС рекордно холодный квантовый газ
Специалисты НАСА в условиях микрогравитации изучат ультрахолодный квантовый газ. Специалисты собираются исследовать материю при температурах, никогда ранее не наблюдаемых человеком, сообщается на сайте НАСА. Для этого на Международную космическую станцию (МКС) агентство собирается доставить соответствующее оборудование: ..
2014-09-30 1586 0 Научные открытия
-1
Физики опустили температуру калия ниже абсолютного нуля
Немецкие физики создали квантовое облако атомов калия, распределение энергии в котором таково, что его температура имеет отрицательное абсолютное значение. Работа опубликована в журнале Science, а ее краткое содержание приводит ScienceNow. Температура тела отражает среднюю энергию его отдельных атомов или молекул. Обычно большинство ..
2013-01-7 1804 0 Научные открытия
1
Ученые открыли класс термоэлектрических материалов
Австрийские исследователи «вырастили» необычный термоэлектрический материал, который преобразует тепло в электрический ток и имеет несколько перспективных применений в промышленности. Группа ученых из Венского Технологического Университета в Австрии разработала супер-эффективный вид материала, который, как они утверждают, однажды может использоваться для превращения отработанного ..
2013-09-25 2010 0 Научные открытия
0
Физики продемонстрировали работу квантового переключателя
Физики Гарвардского университета и Массачусетского технологического института под руководством Михаила Лукина придумали квантовые переключатели, управлять работой которых можно единичными фотонами. Свое исследование авторы опубликовали в журнале Nature, кратко с ним можно ознакомиться на сайте Гарвардского университета. В ..
2014-04-25 1883 0 Научные открытия
0
Ученые изобрели 4-D микроскоп для наблюдения ДНК
В Калифорнийском технологическом институте создали уникальный микроскоп, который фиксирует движение ДНК-структур не только в пространстве, но также регистрирует их изменение во времени. Знание такого параметра, как жесткость, важно в любых инженерных расчетах, любого сооружения, не зависимо от его размеров. Это может быть огромная ..
2013-02-12 1675 0 Научные открытия
0
Астрономы проверили теорию Эйнштейна
Ученые вновь подвергли проверке общую теорию относительности (ОТО), на этот раз в космологических масштабах. Как сообщается на сайте Королевского астрономического общества Великобритании, результаты измерений ученых находятся в превосходном соответствии с предсказаниями теории тяготения Эйнштейна. В своих наблюдениях астрономы ..
2014-06-27 2180 0 Научные открытия
0
Специалисты CERN впервые записали спектр антиводорода
Знаковый эксперимент по изучению антиматерии провели физики, работающие в коллаборации ALPHA на Большом адронном коллайдере (БАК). Учёные впервые в мире научились определять свойства антивещества, изучать структуру атомов антиводорода. Напомним, что в мае 2011 года специалисты рапортовали о рекордном удержании ..
2012-03-12 2241 0 Научные открытия
0
Физики создали новую форму материи
Ученые из Массачусетского технологического института в США создали сверхтекучее твердое тело из атомов натрия. Для этой цели они использовали лазеры, с помощью которых им удалось придать квантовой жидкости (конденсату Бозе-Эйнштейна) структуру, характерную для кристаллов. Статья исследователей опубликована в журнале Nature.Конденсат ..
2017-03-05 7789 0 Научные открытия
2