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下一代光學原子鐘可用於探測引力波
科技日報北京11月29日電 (記者張夢然)英國《自然》雜誌29日在線發表的一項物理學研究指出,下一代光學原子鐘已經能比現有方法更精確地測量地球表面時空的引力扭曲。這一成果可用於探測引力波、檢測廣義相對論以及尋找暗物質。 時間的流逝並非絕對,而是取決於給定的參照標準。
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精確度遠超現有水平 下一代光學原子鐘可探測引力波
精確度遠超現有水平 下一代光學原子鐘可探測引力波 原標題: 科技日報北京11月29日電 (記者張夢然)英國《自然》雜誌29日在線發表的一項物理學研究指出,下一代光學原子鐘已經能比現有方法更精確地測量地球表面時空的引力扭曲。
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Nature:新原子鐘計時更精確—新聞—科學網
Nature:新原子鐘計時更精確有助更靈敏地測量暗物質和引力波,回答光速與時間流速是否會變化
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更精確原子鐘問世
原子鐘是世界上最精確的計時儀器,可使用雷射測量以恆定頻率振動的原子,就像許多同步擺動的微小鐘擺一樣。世界上最好的原子鐘可以非常精確地計時,如果它們從宇宙誕生之初就開始運行,到今天誤差只有約半秒。最近,美國麻省理工學院(MIT)物理學家設計的一種新型原子鐘可能會揭示新的物理學特性,它不僅能準確計時,還能幫助破譯宇宙中的信號,如暗物質和引力波。
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科學家探索暗物質的新手段:有史以來最為準確的原子鐘網絡
暗物質的存在是通過它對恆星和星系運動的引力作用而人們被提出的。然而,它的成分對於人們來說仍是一個謎。科學家曾經執行過許多項目,從有史以來最強大的核粒子加速器到大桶大桶的寒冷液態氙等,但到目前為止都均未能找到暗物質的一絲痕跡。波蘭託倫哥白尼大學的物理學家主要研究作者Piotr Wcisło說。科學家們已經基本上排除了所有已知的粒子作為暗物質的可能解釋。
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暗物質是什麼?我們用引力波探測出了些什麼?
簡述:科學家認為,在某些情況下,暗物質能夠產生足夠強大的引力波,使LIGO這樣的設備能夠探測到。1916年,阿爾伯特·愛因斯坦發表了他的廣義相對論,該理論建立了引力是時空組構的扭曲的現代觀點。理論預測與引力相互作用的事物都會打破這個扭曲,並發出漣漪。與引力相互作用的任何事物都會生成引力波。但僅僅最具有災難性的宇宙事件才能夠生成足夠強,可以令我們觀測到的引力波。現今觀測者們已經開始常態化記錄引力波,科學家們正在討論暗物質是怎樣的——只知曉其通過引力與其他物質相互作用——或許能發出足夠強被發現的引力波。
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引力透鏡效應,使人們探測到了暗物質
宇宙中充滿了暗物質,它們的質量至少6倍於普通物質,沒有它們宇宙不會以現在的方式運行。人類非常想了解它們,但是以現在的技術水平,只能通過間接方式去嘗試。人們想到可以通過觀察暗物質對光的作用來間接探測到它們。
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科學家們尋找引力波背景和暗物質的答案越來越接近
科學家們越來越接近尋找引力波背景和暗物質研究人員在本周舉行的第237屆美國天文學會會議上報告說,天文學家們可能越來越接近於發現尚未隱藏的宇宙秘密,如暗物質的性質和空間中普遍存在的扭曲現象。暗物質的存在,一種被認為在宇宙中超過五分之四的物質的無形物質的存在,可能有助於解釋各種宇宙謎題,例如星系如何可以像它們那樣快速旋轉而不被撕裂。然而,關於暗物質的本質——甚至它是否存在——的很多問題仍然不得而知。為了幫助確定暗物質的特性,研究人員試圖直接測量暗物質對恆星在銀河系中移動速度的引力效應。
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超精密原子鐘網絡,用於捕捉暗物質!
暗物質是一種無形的物質,研究人員認為它約佔宇宙所有物質的六分之五。暗物質的存在是通過它對恆星和星系運動的引力作用而被提出。主要研究作者哥白尼大學物理學家彼得亞雷Wciso ToruńNicolaus說:然而它仍是一個謎,到目前為止項目從有史以來最強大的核粒子加速器到大桶的寒冷的液態氙未能找到一絲它可能是由什麼組成。科學家們已經基本上排除了所有已知粒子作為暗物質的可能解釋。
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麻省理工學院的科學家重新定義原子鐘(更加精確)
麻省理工學院的研究人員表示,量子糾纏可以使原子鐘更精確,它可以幫助科學家探索諸如重力對時間的影響等問題。麻省理工學院的研究人員設計了一種方法,他們說這種方法可以幫助建造迄今為止最精確的原子鐘。他們的方法可以幫助科學家探索諸如引力對時間流逝的影響以及時間是否會隨著宇宙變老而改變等問題。更精確的原子鐘甚至可以靈敏到探測暗物質和引力波。
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先進原子鐘加入暗物質探測大軍
《物理評論快報》當地時間11月12日發文稱,美國天體物理聯合研究所(JILA)的科學家們使用最先進的原子鐘縮小了暗物質的搜索範圍。該研究表明,時鐘的功能範圍正在不斷擴展。此前,研究人員曾用微波頻率的原子鐘搜尋過暗物質,而這次是首次使用更高光學頻率的新型原子鐘執行搜索任務。任務還引入了超穩定振蕩器來確保光波穩定,進而使搜尋範圍更加精確。
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向著暗物質,步步緊逼
日前,由葉軍帶領的來自美國國家標準技術研究院和科羅拉多大學的研究者們,利用光學時鐘的精準性和晶體矽光學諧振腔前所未有的穩定性,收緊了對標準物理模型中粒子與場可能的耦合以及難以捉摸的暗物質的約束條件。除了星系尺度和宇宙尺度的引力效應來間接證明暗物質的存在以外,我們對於暗物質的性質所知甚少。通過對暗物質與標準物理模型中粒子耦合的理論分析,得到的結果之一就是基本常數的振蕩。葉軍和他的合作夥伴們認為,如果他們世界頂尖的測量儀器都無法探測到這些振蕩,那麼這個明顯無效的結果可以證明,暗物質與標準物理模型中粒子相互作用的強度必然比目前約束條件得到的強度更低。
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100億年僅誤差半秒的原子鐘夠精確嗎?不,科學家又讓它更準了
原子鐘原理很快,世界各國根據這個原理都發展了各自的原子鐘,其中以銫原子鐘,氫原子鐘,銣原子鐘最為精確。直到1967年,人們發現用原子鐘來計時是如此穩定可靠精確。尤以銫原子最為精確,美國GPS衛星上的原子鐘就是銫原子鐘,其誤差大約在10億分之1秒。
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世界上最精確原子鐘誕生!精度再創紀錄 將有助於繪製時空引力地圖
美國國家標準與技術研究所(NIST)的物理學家表示,這兩個時鐘還將有助於引力、早期宇宙甚至暗物質的研究。這些實驗裝置每個都把上千個化學元素鐿的原子困在由雷射束構成的柵格中。在這些光學晶格中,原子通過在兩個能級之間振動來「滴答」。
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「時間魔盒」原子鐘
人類經歷了諸如日晷、漏刻、沙漏、鐘擺、石英震蕩等等計時方式之後,在20世紀四十年代末,由於美國科學家發明了一種利用測量原子穩定能級之間躍遷的方式來計時的方法後,進入了所謂的「原子鐘時代」。 原子鐘的計時方式是採用測量一種穩定的原子能級之間的躍遷頻率作為計時的方法。經過改進後,這種計時方式比過去的天文鐘和石英震蕩鍾都要精密和穩定得多。
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探測空間引力波,「太極一號」來了
目前,人類可見物質僅佔宇宙總量的不足5%,即粒子標準物理模型能解釋的物質;95%以上是至今仍籠罩著神秘面紗的暗物質和暗能量。「暗」顧名思義「看不見」,也無法對光和目前的探測手段——電磁波產生任何反應。但引力波或是揭開人類未知世界進而理解宇宙起源的關鍵,因為暗物質和暗能量都涉及引力效應和引力作用。簡而言之,「引力波提供了不同於電磁波的全新觀測宇宙重要窗口,成為人類探索和認知宇宙的一種新途徑和工具」。中國科學院副院長相裡斌表示。什麼是引力波?它是物質和能量劇烈運動和變化所產生的一種物質波。如果以水面來比喻時空,引力波就可以看作是時空的漣漪。
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大量原始的原初黑洞充斥在宇宙中,也許是暗物質的主要組成部分
研究人員提出它們是暗物質的一種潛在可能性,暗物質是一種看不見的物質,會在整個宇宙空間內施加引力。因為看不見,所以目前對於暗物質的研究還處於很初級的階段,大多數科學家對於暗物質的理解都是某種具有特殊性質的假象粒子構成,這樣可以避免很多潛在的問題。但是也有一些研究人員認為,成群的小黑洞像雲一樣在太空中移動,這提供了一種更清晰的解釋。
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最精確原子鐘:150億年偏差不超1秒
而「同步」對測量「間隔」又特別重要。就像兩個需要電話溝通的人,什麼時間打,打多久不重要,但他們必須同時在電話邊才可實現通訊。當代迅猛發展的通訊系統,衛星導航系統等對時間測量技術提出持續的挑戰,它要求同步兩個或更多的時間測量裝置,讓用戶以精確到千分之一,百萬分之一的精度同步測量時間間隔。所以時刻,間隔和同步是時間測量的三個基本物理量。
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什麼是暗物質和暗能量?目前探索暗物質有什麼進展了?
質量對不上號,要麼是你的引力計算公式有問題,要麼就得找人來背黑鍋。如果公式有問題,物理學又得推倒重來,這動靜可就大發了,於是大家紛紛表示,公式不會錯,一致把這黑鍋甩給了「暗物質」!一種「只有引力,沒有電磁作用」的怪胎。提個醒,光是電磁波,如果暗物質不和電磁波發生作用,意味著這貨「看不見卻有引力」。令人驚訝的是,很多理論居然變得無比通暢!