보다 정확한 새로운 원자시계가 암흑 물질의 검출과 중력이 시간에 미치는 영향을 연구하는 데 도움이 될 가능성

보다 정확한 새로운 원자시계가 암흑 물질의 검출과 중력이 시간에 미치는 영향을 연구하는 데 도움이 될 가능성

오늘은 새로운 원자시계가 암흑 물질의 검출과 중력이 시간에 미치는 영향을 연구하는데 도움이 된다는 사실에 대해서 공부하도록 해보겠습니다. 우선 아래의 글을 보겠습니다. 원자는 두 개의 거울로 이루어진 광학 캐비티 안에 갇힙니다. 추출 레이저가 캐비티를 통과하면, 원자는 보다 정확한 원자 클럭을 위한 플랫폼으로서 2번째의 레이저로 주파수를 측정합니다. 엉킨 원자를 사용하는 새로운 원자시계 설계는 과학자가 암흑 물질을 검출해 중력이 시간에 주는 영향을 연구하는데 도움이 될 가능성이 있다고 이야기 하고 있습니다. 원자 시계는 세계에서 가장 정확한 계시기입니다. 모두들 알고 계실것입니다. 이 정교한 기구는 레이저를 사용하여 원자의 진동을 측정합니다. 원자는 일정한 주파수로 진동합니다. 많은 미소진자가 동기화 하여 진동합니다. 세계 최고의 원자 시계는 정확히 시간을 가리키고 있기 때문에 만약 우주의 시작부터 만약 그것이 움직였다면 오늘날에는 단 0.5초밖에 어긋나지 않았을 것입니다. 그래도 보다 정확하게 표현할 수 있는 원자 시계가 정확하게 원자 진동을 측정할 수 있다면 다크 미터나 중력파 등의 현상을 검출할 수 있을 만큼 감도가 높아질 것입니다. 더 좋은 원자 시계가 있다면 과학자들은 중력이 시간의 흐름에 어떤 영향을 미치는지 우주가 시간이 지남에 따라 시간 자체가 변화하는지에 대한 놀랄 만한 질문에도 대답하기 시작할 수도 있습니다. 현재 공대에서 세계 최고라고 불리는 MIT의 물리학자에 의해 설계된 새로운 종류의 원자시계에 의해 과학자는 그러한 의문을 탐구하고, 어쩌면 새로운 물리학을 밝힐 수 있을지도 모른다는 기대감을 갖고 있습니다. 연구자들은 오늘날 네이처지에서 랜덤하게 진동하는 원자의 구름이 아니라 양자적으로 얽힌 원자를 계측하는 원자시계를 만들었다고 보고하고 있습니다. 새로운 설정에서는 서로 엉키는 일 없이 클락의 4 배의 속도로 같은 정도를 얻을 수 있습니다. 뒤엉킴이 강화된 광 원자시계는 현재의 최첨단 광시계보다 1초 만에 더 나은 정밀도에 도달할 수 있습니다라고 MIT 전자공학연구소의 포스트 독인 리드저자인 에드윈 페드로조 페냐피엘은 말하고 있고 강조하고 있습니다. 최첨단 원자시계가 MIT팀의 셋업처럼 얽힌 원자를 측정하듯이 속도가 빨라져 전 우주의 모든 기간에 걸쳐 시계가 100밀리초 미만 일그러지게 됩니다. MIT의 다른 공저자는 시모네 콜롬보, 지슈, 알버트 아디야툴린, 제얀 리, 엔리케 멘데스, 보리스 브레이버먼, 가와사키 아키오, 아카마츠 사이스케, 노부히로 샤오, 레스터 볼프 물리학 교수등입니다. 다들 세계 최고라고 불리는 최고의 학자들입니다. 이번에는 기한에 대해서 알아 보도록 하겠습니다. 인간은 시간의 경과를 추적하기 시작한 이래 하늘을 가로 지르는 태양의 움직임 등의 주기적인 현상을 이용하여 그렇게 살아왔고 지금도 그렇게 살아가고 있습니다. 오늘날 원자 내의 진동은 과학자가 관찰할 수 있는 가장 안정된 주기적 사상이며, 게다가 어떤 세슘 원자가 다른 세슘 원자와 똑같은 주파수로 진동을 하고 있습니다. 완벽한 시간을 유지하기 위해 클럭은 이상적으로 단일 원자의 진동을 추적합니다. 그러나 그 크기에서 원자는 매우 작기 때문에 양자역학의 신비한 규칙에 따라 행동합니다. 측정하면 다수의 플립에 걸쳐 평균화된 경우에만 올바른 확률을 얻을 수 있는 플립 된 코인과 같이 동작합니다. 이 제한은 수 많은 물리학자들이 표준양자 한계라고 부르는 것입니다. 원자의 수를 늘리면 모든 원자에 의해 주어진 평균은 올바른 값을 부여하는 것이 됩니다라고 콜롬보씨는 주장하고 강력히 말하고 있습니다. 이것이 오늘날의 원자 시계가 평균 진동을 추정하기 위해 수천 개의 같은 유형의 원자로 이루어진 가스를 측정하도록 설계되어 있는 이유입니다. 전형적인 원자시계는 먼저 초 냉각 원자의 가스를 레이저에 의해 형성된 트랩에 코랄하기 위해서 레이저 시스템을 사용함으로써 이것을 실시합니다. 원자 진동에 가까운 주파수의 제2의 매우 안정된 레이저가 원자 진동을 프로브하기 위해 보내지고 그에 따라 시간을 추적합니다. 그래도 여전히 표준양자 한계는 기능하고 있습니다. 즉, 수천 개의 원자 사이에서도 정확한 개개의 주파수에 관해서는 아직 불확정한 부분이 있습니다. 여기서 뷔레틱과 그의 그룹은 양자 꼬임이 도움이 된다는 것을 알아냈습니다. 일반적으로 양자 꼬임은 개개의 원자가 동전의 랜덤한 토스와 같이 동작하고 있습니다. 이 팀은 원자가 얽히면 개개의 진동이 공통의 주파수로 조여져 얽히지 않는 경우보다 편차가 작아진다고 추론했습니다. 따라서 원자시계가 측정하는 평균 발진은 표준 양자 한계를 넘는 정도를 가지게 됩니다.