Site Sponsors
  • Strem Chemicals - Nanomaterials for R&D
  • Oxford Instruments Nanoanalysis - X-Max Large Area Analytical EDS SDD
  • Park Systems - Manufacturer of a complete range of AFM solutions

Avancerad AtomOptik för Upptäckt av Teoretiskt Förutsagt Gravitations- Vinkar

Published on October 19, 2012 at 6:11 AM

En banbrytande teknologi som är kapabel av atom--jämn precision framkallas nu för att avkänna vad har återstått så långt omärklig: gravitations- vinkar eller skvalpar i utrymme-Time orsakade vid cataclysmic händelser däribland även den Stora Smällen sig själv.

Einstein förutsade att gravitation vinkar i hans allmänna teori av relativitet, men dessa skvalpar hitintills i tyget av utrymme-Time har aldrig observerats. Nu är en vetenskaplig forskningteknik som kallas Atom- Interferometry, pröva att skriva om canonen. I samverkan med forskare på Stanford-Universiteten framkallar forskare på NASA Goddard ett system för att mäta svimma som gravitations- vibrationer som frambrings av rörelse av massivt, anmärker i universum. Den vetenskapliga avräkningen kunde vara viktig, den bättre portionen klargör nyckel- utfärdar i vår överenskommelse av kosmologi. Men applikationavräkning kunde vara verklig, för, med det potentiellt som framkallar djupsinniga framflyttningar sätter in in, lik geolocation och timekeeping. I denna video undersöker vi, hur systemet skulle arbete, och de vetenskapliga underpinningsna av forskningförsöket. Kreditera: NASA-/GoddardUtrymmeFlyg Centrerar

Ett lag av forskare på NASAS Flyg för Goddard Utrymme Centrerar i Greenbelten, Md., Stanford-Universiteten i Kalifornien, och AOSense, Inc., i Sunnyvale, Calif., den för en tid sedan segrade finansieringen under de Innovativa Avancerade Begreppen för NASA (NIAC) programmerar till för- atom-optik teknologier. Något tro detta dyka upp, preciserar högt mätningsteknologi är en teknologisk panacea för allt från att mäta som är gravitations-, vinkar till styrningubåtar och flygplan.

”Har Jag varit efter denna teknologi för ett årtionde,”, sade Bernie Seery, en utöva Goddard vem var instrument- i upprättande Goddards av strategiska partnerskap med Stanford-Universiteten och AOSense två år sedan. ”Har teknologin kommet myndigt, och gladd NASA för I har förmiddagen valt detta försök för en NIAC-utmärkelse,”, sade han.

NIAC-programet stöttar potentiellt revolutionärt, kick-riskerar teknologier och beskickningbegrepp som kunde för- NASAS mål. ”Med detta finansiering och annat service, kan vi flyttningen, sade som Seery framåt snabbare tillfogar nu att U.S.-militären har investerat tungt i teknologin dramatiskt för att förbättra navigering. ”Det öppet övre en rikedom av möjligheter.”,

Däribland navigerar runt om enJord asteroid för att mäta dess gravitations-, sätta in och sluta sig till dess sammansättning, Även Om forskarna tror, erbjuder teknologin det stora löftet för en variation av utrymmeapplikationer som så långt har de fokuserat deras försök på att använda Goddard, och NASA-Forskning och Utveckling kärnar ur finansiering till för- avkännare som kunde avkänna teoretiskt förutsade att gravitations- vinkar.

Förutsagt av Alberts Einstein allmänna teori av relativitet som är gravitations- vinkar uppstår, när massivt himmelskt anmärker flyttning och avbryter tyget av utrymme-Time runt om dem. Vid tiden vinkar dessa räckviddJord, är de så svaga att planet utvidgar och avtalar mindre än en atom i svar. Detta gör deras upptäckt med mala-baserad utrustning mer utmana, därför att miljö- stoja, lika havtides, och jordskalv, kan lätt översvämma deras svimmar mumlandear.

Är ingen instrumentera, Även Om astrophysical observationer har antytt deras existens som eller observatoriumet, denbaserade Laser-Interferometeren Gravitations--Vinkar däribland Observatoriumet, har någonsin direkt avkänt dem.

Bör forskare bekräftar deras existens, revolutionerar de något att säga den skulle upptäckten astrofysik som ger dem som ett nytt bearbetar för att studera allt från inspiralling svart spela golfboll i hål till tidig sortuniversum för dimman av väteplasma som kylas för att ge sig långt till bildandet av atoms.

Laget tror atomoptik, eller atominterferometryen rymmer det nyckel- till direkt att avkänna dem.

Atominterferometryen fungerar mycket lik optisk interferometry, en årig teknik som 200 används brett i vetenskap, och bransch för att erhålla högt exakta mätningar. Den erhåller dessa mätningar, genom att jämföra lätt det, har delats in i två jämbördiga halvor med en apparat som kallas en beamsplitter. En strålar reflekterar av en avspegla som fixas in förlägger; därifrån reser det till en kamera eller en avkännare. De andra skenen till och med något forskare önskar att mäta. Det reflekterar därefter av en understödja avspeglar, drar tillbaka till och med beamsplitteren och därefter på en kamera eller en avkännare.

Därför Att banan, som en strålar resor, fixas i längd och den annan resor som en extrahjälp distanserar eller i något annat litet olikt långt, strålar störer de ljusa tvåna överlappning och, när de möter upp och att skapa en störning mönstrar att forskare kontrollerar för att erhålla preciserar högt mätningar.

Atominterferometryen, förser med gångjärn emellertid på quantummekaniker, teorin som beskriver hur materien uppför på under-mikroskopiska fjäll. Precis som vinkar av ljust agera lika partiklar som kallas kan fotoner, atoms kan cajoleds in i tillförordnad något liknande vinkar, om kylt till near evig sanning nolla. På de frigida temperaturer som forskare uppnår, genom att avfyra en laser på atomen, saktar dess hastighet till nästan noll. Genom att avfyra en annan serie av laser pulserar på laser-kylde atoms, forskare sätter dem in i vad de appellen ”en superposition av påstår.”,

Med andra ord har atomsna olika momenta tillåta dem att avskilja rumsligt och att behandlas för att flyga längs olika trajectories. Slutligen korsar recombine de banor och på avkännaren - precis som i en konventionell interferometer. ”Har Atoms a långt av att vara itu förlägger strax, danande det som är motsvarande som tänder interferometry,”, sade Mark Kasevich, en Stanford-Universitetprofessor och gruppmedlemmen som krediterades med driftigt gränserna av atomoptik.

Driva av atominterferometryen är dess precision. Om banan som en atom tar, varierar förbi även en picometer, en skulle atominterferometer är kompetent att avkänna skillnaden. Givet dess atom--jämna precision, ”, gravitations--vinka upptäckt är arguably tvinga den vetenskapliga applikationen för denna teknologi i utrymme,”, sade fysiker Babak Saif, som leder försöket på Goddard.

Efter sammanfogande styrkor har laget planlagt ett kraftigt, detoptiska laser-systemet för narrowbanden som det planerar för att testa på en av världens de största atominterferometersna - en 33 fot tappar står hög i källare av ett Stanford-Universitetfysiklaboratorium. Slutet scientifically till vad laget skulle behovet att avkänna teoretiskt gravitations- vinkar, den skulle teknologin används, som fundamentet för any atom-baserat instrumenterar skapat för att flyga i utrymme, sade Saif.

Under testa det lag ska mellanlägget ett moln av insida för frilägerubidiumatoms som den 33 foten står hög. Som gravitation påstår att ett handtag på molnet och atomsna börjar till nedgången, pulserar laget ska bruket dess nya laser-system att avfyra av ljust för att kyla dem. En Gång i den statliga vinka-något liknande, det atoms ska mötet som en annan runda av laser pulserar, som låter dem avskilja rumsligt. Deras trajectories därefter kan behandlas, så att deras banor korsar på avkännaren och att skapa störningen mönstrar.

Laget finjusterar också ettvinka beskickningbegrepp som han har formulerat. Liknande till Antennen för Laser-InterferometerUtrymme (LISA), begreppsappellerna för identiskt utrustat rymdskepp som tre förläggas i enformad konfiguration. I Motsats Till LISA emellertid, skulle rymdskepp kommet utrustat med atominterferometers, och de skulle omlopp mycket närmare en another - mellan 500 och 5.000 kilometer ifrån varandra, jämfört med LISAS fem-miljon-kilometer avskiljande. Bör ett gravitations- vinkar rulle förbi, är de skulle interferometersna kompetent att avkänna den lilla rörelsen.

”Tror Jag denna teknologi som slutligen ska, fungerar i utrymme,”, sade Kasevich. ”Bara det framlägger en egentligen invecklad systemutmaning som går det okända vår sakkunskap. Vi önskar egentligen att flyga i utrymme, men hur gör dig passformen denna teknologi på ett satellit-? Att Ha något att fungera i utrymme är olikt än mätningarna som vi tar på Jord.”,

det är, var Goddard kommer in, sade Saif. ”Har Vi att erfara med allt undantar atomdelen,”, sade han och att tillfoga, att AOSense använder ett lag av mer än 30 fysiker och iscensätter redan fokuserat på byggnadsöverenskommelse, ruggedized atom-optik instrumenterar. ”Kan Vi göra systemdesignen; vi kan göra laseren. Vi är rymdskeppfolk. Vad vi inte bör göra, uppfinner på nytt den atom- fysiken. Det är våra forte- partners.”,

Källa: http://www.nasa.gov/

Last Update: 19. October 2012 06:40

Tell Us What You Think

Do you have a review, update or anything you would like to add to this news story?

Leave your feedback
Submit