En otra verificación de la validez de la teoría de la relatividad general de Einstein, publicada en Fotónica de la naturaleza , científicos del Centro RIKEN de Fotónica Avanzada y Cluster para Investigación Pionera, junto con sus colegas, han utilizado dos relojes ópticos de celosía finamente ajustados, uno en la base y otro en el piso del observatorio de 450 metros de Tokyo Skytree, para hacer un nuevo ultraprecisomediciones del efecto de dilatación del tiempo predicho por la teoría de la relatividad general de Einstein.
Einstein teorizó que la deformación del espacio-tiempo por la gravedad fue causada por objetos masivos. En línea con esto, el tiempo corre más lentamente en un campo gravitacional profundo que en uno menos profundo. Esto significa que el tiempo corre un poco más lento en la basede la torre Skytree que en la parte superior.
La dificultad de medir realmente el cambio en la rapidez con la que los relojes funcionan en un campo de gravedad diferente es que la diferencia es muy pequeña. Realizar una prueba rigurosa de la teoría de la relatividad requiere un reloj muy preciso o una gran altura diferente.Las mejores mediciones hasta el momento fueron relojes grandes y complejos, como los desarrollados por el grupo RIKEN, que pueden medir una diferencia de alrededor de un centímetro de altura. Fuera del laboratorio, los satélites han realizado las mejores pruebas, con altitudes que son milesde kilómetros diferentes. Tales experimentos espaciales han restringido cualquier violación de la relatividad general de aproximadamente 30 partes por millón, una medición tremendamente precisa que esencialmente muestra que Einstein es correcto.
Los científicos de RIKEN y sus colaboradores asumieron la tarea de desarrollar relojes de celosía ópticos transportables que pudieran hacer pruebas comparativamente precisas de la relatividad, pero en el terreno. Sin embargo, el objetivo final no es probar o refutar a Einstein. Según HidetoshiKatori de RIKEN y la Universidad de Tokio, quienes dirigieron el grupo, "Otra aplicación importante de los relojes ultraprecisos es detectar y utilizar la curvatura del espacio-tiempo por gravedad. Al usarlo, los relojes pueden distinguir pequeñas diferencias de altitud, lo que nos permite medir la hinchazón del sueloen lugares como volcanes activos o deformación de la corteza, o para definir la referencia de altura. Queríamos demostrar que podíamos realizar estas mediciones precisas en cualquier lugar fuera del laboratorio, con dispositivos transportables. Este es el primer paso para convertir los relojes ultraprecisos en realidad.dispositivos mundiales "
La clave de la hazaña de ingeniería fue miniaturizar los relojes del tamaño de un laboratorio en dispositivos transportables y hacerlos insensibles a los ruidos ambientales como los cambios de temperatura, las vibraciones y los campos electromagnéticos. Cada uno de los relojes estaba encerrado en una caja de protección magnética, alrededor de 60 centímetros en cada lado. Los diversos dispositivos láser y controladores electrónicos necesarios para atrapar e interrogar a los átomos confinados en una red se alojaron en dos cajas montables en bastidor. Los dos relojes se conectaron mediante una fibra óptica para medir la nota de ritmo.Paralelamente, los científicos llevaron a cabo mediciones láser de distancia y gravedad para evaluar independientemente la diferencia del campo gravitacional para los dos relojes.
La cifra que obtuvieron por violaciones de la relatividad general fue otra validación de la teoría de Einstein, como otras antes. Lo que es clave sobre el experimento, según Katori, es que demostraron esto con una precisión comparable a las mejores mediciones basadas en el espacio,pero usando dispositivos transportables que operan en el suelo. En el futuro, el grupo planea comparar relojes separados por cientos de kilómetros para monitorear el levantamiento y la depresión a largo plazo del suelo, una de las aplicaciones potenciales de los relojes ultraprecisos.
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Materiales proporcionado por RIKEN . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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