Замороженные атомы на МКС раскрывают тайны гравитации и времени

Учёные из Лаборатории холодных атомов (CAL) NASA, расположенной на борту Международной космической станции (МКС), впервые успешно провели высокоточные измерения с использованием квантового сенсора на основе ультрахолодных атомов рубидия. Это значительное достижение, которое может привести к прорыву в таких областях, как GPS-технологии и телекоммуникации, поскольку новые сенсоры могут превосходить традиционные по чувствительности и точности.

Данные сенсоры открывают новые возможности для научных открытий через изучение квантовых явлений и проверки пределов фундаментальной физики. Это может способствовать пересмотру таких теорий, как общая теория относительности и Стандартная модель физики частиц, что, в свою очередь, приведёт к революции в космических исследованиях.

Исследователи из CAL смогли измерить тончайшие вибрации самой МКС с помощью прибора, называемого атомным интерферометром. Эта технология, одна из самых продвинутых для высокоточных измерений, основывается на принципах оптической интерферометрии, но вместо света использует атомы, охлаждённые до почти абсолютного нуля (-273°C). Благодаря квантовым эффектам, атомы могут одновременно находиться в нескольких положениях и состояниях движения, что позволяет проводить измерения с невиданной ранее точностью.

На Земле атомные интерферометры уже позволили учёным достигнуть выдающихся результатов, таких как создание абсолютных гравиметров и исследование фундаментальных постоянных природы с невероятной точностью. Однако в космосе, где микрогравитация устраняет многие помехи, можно достичь ещё большей чувствительности и проводить более длительные измерения, что значительно повышает точность инструментов.

Успех экспериментов в CAL стал возможен благодаря удалённому управлению из Земли, что позволяет проводить измерения без непосредственного вмешательства в работу приборов. В будущем эти технологии могут позволить проводить ещё более точные измерения гравитации, что даст возможность изучить состав планет и спутников в Солнечной системе, а также лучше понять структуру и состав Вселенной.

Кроме того, данные сенсоры могут помочь в обнаружении тёмной материи — загадочного вещества, которое остаётся одной из главных космических тайн из-за его слабого взаимодействия с частицами и гравитационными полями. Также, эти технологии могут быть использованы для новых тестов теории общей относительности Эйнштейна, что может привести к более полному пониманию структуры нашего мира.

Перспективы развития атомной интерферометрии в космосе обещают захватывающие новые открытия и фантастические квантовые технологии, которые могут изменить нашу повседневную жизнь и привести к настоящей квантовой революции.