Физики провели наиболее точный на данный момент эксперимент по измерению гравитационного замедления времени, предсказываемого теорией относительности Эйнштейна. Статья ученых возникла в журнале Nature, а ее краткое изложение приводит Nature News, отмечает «Lenta.ru».
Суть эксперимента заключалась в следующем. Атомы цезия, охлажденные почти до абсолютного нуля, при помощи лазера «подбрасывались» вверх в специальной камере, после чего под воздействием силы тяжести начинали двигаться по дуге. В некоторый момент времени лазерный импульс переводил частицы в суперпозицию 2-х состояний — возбужденное и невозбужденное.
При этом траектория возбужденной частицы проходила на 0,1 мм. выше траектории невозбужденной. Эта разница в высоте вызывала различное влияние гравитационного поля Земли на атомы. Спустя какое-то время 2-й лазерный импульс толкал возбужденные атомы вниз, сводя траектории, соответствующие разным состояниям, вместе.
Согласно одному из принципов квантовой механики (корпускулярно-волновому дуализму) атомы могут рассматриваться как волны. В данном случае частота волн цезия (волн Де Бройля) составляла 3×1025 герц. Это слишком высокая частота, чтобы измерять ее непосредственно. Тем не менее, как оказалось, интерференционную картину взаимодействия 2-х волн, соответствующих прошедшим по разным траекториям атомам, можно изучать. Специально для данного атомы облучались 3-м импульсом.
В итоге исследователям удалось измерить влияние гравитации на замедление времени с точностью, на 4 порядка превосходящей итоги прежних экспериментов. Ученые выделяют, что полученные на практике итоги очень прекрасно совпали с предсказываемыми теорией. Следовательно, новый эксперимент может расцениваться как очередное подтверждение теории относительности.
Примечательно, что измерения проводились на построении, умещающемся на нескольких столах. В прежних экспериментах атомные часы отправляли, в т. ч., и в космос.
