一个一群物理学家从1999年到2014年,盯着位于法国,美国,德国和意大利的英国,美国,美国,德国和意大利的12个原子钟。
其中八个时钟是美国国家标准技术研究所操作的最精确的铯喷泉原子钟之一。虽然其他时钟会根据摆的挥杆或晶体数量的滴答,但这些时钟在原子的节拍之后滴答滴答。原子产生的光波以每秒数十亿次的稳定速度来回移动。发出的光周期非常一致,即时钟在数千万年内甚至不会错过一秒钟。
从1999年11月到2014年10月,观看时钟的每一个滴答声,物理学家发现时钟的运动并没有随着地球旋转太阳而变化。
因此,实验成为迄今为止最准确的确认阿尔伯特·爱因斯坦的理论一般相对论。
爱因斯坦的一般相对论理论
一般相对论的理论是,即使在存在或不存在稳定的引力场的情况下,电梯内的所有物体也会以相同的速度加速。该理论还遵循称为“局部位置不变性”或LPI的原则。该原则指出,自由落体电梯内的物体的性质将不断相对于彼此。
来自NIST的物理学家在他们的实验中认为地球是落在太阳引力场的电梯。同时,原子钟表示该电梯内部的所有对象。
地球作为电梯
NIST的NIST团队由NIST的研究人员Bijunath Patla领导,将八个剖宫产原子钟的tick虫与其他四个氢masers进行了比较。他们的观察结果表明,尽管大量的引力和指示,随着地球绕太阳的绕而导致引力拉动,但世界各地的所有时钟在14年的时间内保持同步。
团队进行了几项测量,以比较和得出结论。一种测量涉及比较电磁辐射从原子钟。该团队的价值非常小,因为爱因斯坦预计为零值的数量。
“研究人员将LPI的侵犯限制为0.00000022的价值或减去0.00000025,这是迄今为止最小的数字,与一般相对性的预测结果一致,而无违规的结果,”解释了在杂志上发表的论文中自然物理学。
从本质上讲,这意味着即使时钟与“下降的电梯”或地球轨道同步移动,时钟内时钟内的氢与c频率的比率保持不变。
原子钟的重要性
帕特拉(Patla)解释说,虽然实验的主要论点是测试爱因斯坦的一般相对论理论,但他们进行实验的主要原因是强调原子钟的重要性。
该实验强调,原子时钟确实可以证明或反驳基本物理学,或者在这种情况下是一般相对论的基础。因此,将来不断发展高级原子钟将很重要。
根据他们目前的实验,研究人员预测将来,该氢和铯时钟可能无法获得对LPI的进一步限制。然而,这是可以使用实验下一代时钟(例如具有Ytterbium和brontium的原子钟)的。