måletyngdebølge

Pudotuskoe jäljittää painovoima-aaltoja

Tutkimustorni voi avata uusia näköaloja maailmankaikkeuteen.

maanantai 4. helmikuuta 2013

Supernovaräjähdyksissä ja tähtien yhteentörmäyksissä oletetaan syntyvän suhteellisuusteorian kehittäjän Albert Einsteinin ennustamia painovoima-aaltoja, jotka leviävät aika-avaruudessa. Koska niistä ei ole tähän mennessä saatu näyttöä suorilla mittauksilla, Nasa alkaa etsiä niitä uudella tavalla soveltaen atomi-interferometriaksi kutsuttua menetelmää.

USA:ssa Stanfordin yliopiston johdolla tehtävissä kokeissa päästetään kymmenmetrisessä tornissa putoamaan vapaasti rubidiumatomeja, jotka jäähdytetään putoamisen aikana lähelle absoluuttista nollapistettä eli -273,15 astetta.

Atomit samanaikaisesti kahdessa paikassa

Tällöin esiintyy kvanttisuperpositioksi kutsuttu ilmiö, jonka aikana atomit muistuttavat valoaaltoja ja voivat olla kahdessa paikassa yhtä aikaa. Aaltomaisina liikkuviin atomeihin kohdistetaan laserpulsseja, jotka jakavat yksittäiset atomit kahdeksi säteeksi. Kun tornin alaosan ilmaisin taas yhdistää nämä, saadaan putoamisen aikaiset radat paljastava interferenssikuvio.

Painovoima-aaltojen osuessa Maahan syntyy äärimmäisen heikkoa värähtelyä. Atomi-interferometrilla voidaan kuitenkin mitata tornissa atomin radan muutos, vaikka se olisi vain metrin biljoonasosa. Painovoima-aaltojen suora havainnointi aloittaisi uuden ajan tähtitieteessä ja maailmankaikkeuden synnyn tutkimuksessa.

Sanasto: Kvanttisuperpositio

Kvanttimekaniikan laeista seuraava ilmiö, jonka aikana atomi tai atomin osa on samanaikaisesti kahdessa eri tilassa. Esimerkiksi vety-ydintä ympäröivä elektroni voi kiertää sitä kahta eri rataa pitkin ja olla kummallakin radalla yhtä aikaa.

Lue tästä

Ehkä sinua kiinnostaa...

TILAA TIETEEN KUVALEHDEN UUTISKIRJE

Voit ladata ilmaisen erikoisnumeron, Uskomattomat aivot, heti, kun olet tilannut uutiskirjeen.

Etkö löytänyt, mitä etsit? Tee haku tästä: