Schwebende Atome zur Messung der Schwerkraft. Kostenlose Neuigkeiten aus der technischen Bibliothek

Kostenlose technische Bibliothek

NACHRICHTEN AUS WISSENSCHAFT UND TECHNOLOGIE, NEUHEITEN IN DER ELEKTRONIK
Kostenlose technische Bibliothek / Newsfeed

Schwebende Atome zur Messung der Schwerkraft

25.11.2019

Eine Gruppe von Forschern der University of California in Berkeley hat einen neuen Weg gefunden, um die Schwerkraft und die mit diesen Kräften verbundenen Auswirkungen zu messen. Grundlage dieser Methode ist die Messung kleinster Unterschiede zwischen Atomen in einem Zustand der Quantenüberlagerung, die in einer Vakuumkammer durch Laserlicht in einem "schwebenden" Zustand gehalten werden. Die Berkeley-Forscher glauben, dass diese neue Methode in einigen Fällen bequemer und nützlicher sein wird als die herkömmlichen Methoden zur Durchführung solcher Messungen, die derzeit verwendet werden.

Die derzeit übliche Art, die Schwerkraft zu messen und Experimente mit der Erdanziehungskraft durchzuführen, besteht darin, verschiedene Objekte aus einer bestimmten Höhe fallen zu lassen. Gleichzeitig werden Objekte in vertikale Rohre fallen gelassen, in denen ein Vakuum von großer Tiefe entsteht und die gleichzeitig ein Schirm sind, der den Einfluss einer Reihe äußerer Faktoren auf hochempfindliche Messgeräte blockiert.

Leider bieten solche Methoden Wissenschaftlern nur für relativ kurze Zeit die Möglichkeit, die Wirkung von Gravitationskräften zu beobachten, außerdem werden die Ergebnisse solcher Experimente oft durch die unbeabsichtigte Beeinflussung äußerer magnetischer und elektrischer Felder verfälscht. Mit der neuen Methode lässt sich die Schwerkraft ganz ohne fallende oder sich bewegende Objekte messen.

Um die Schwerkraft mit der neuen Methode zu messen, wird eine Wolke aus Cäsiumatomen in eine kleine Vakuumkammer gesprüht. Danach werden diese Atome mit Hilfe von Laserlichtblitzen in einen Zustand der Quantenüberlagerung versetzt und in Paare getrennt, die feste Positionen im Raum einnehmen. Außerdem ist alles so organisiert, dass immer ein Atom des Paares höher ist als das zweite Atom.

Der Messwert bei dieser Methode ist der Wert, der die Wellenkomponente jedes Atoms numerisch widerspiegelt, das als Quantenteilchen die Eigenschaft des Quanten-Wellen-Dualismus hat, Teilchen und Welle zugleich zu sein. Unterschiede in den Messwerten von Partikeln, die sich in unterschiedlichen Entfernungen von der Erde befinden, und ermöglicht es Ihnen, den Wert der Schwerkraft mit einer ziemlich hohen Genauigkeit zu berechnen.

Beachten Sie, dass die neue Methode der Schwerkraftmessung eine Reihe bedeutender Vorteile hat. Mit seiner Hilfe können Sie beliebig lange Messungen durchführen und so die Genauigkeit der erhaltenen Werte erhöhen. Darüber hinaus lassen sich mit der gleichen Methode nicht nur die Kräfte der irdischen Schwerkraft messen, sondern auch die Kräfte der Gravitationswechselwirkung zwischen zwei Teilchen, etwa den im Experiment verwendeten Cäsiumatomen.

Aufgrund der geringen Größe der Vakuumkammer ist diese Kammer viel einfacher abzuschirmen und vor allen möglichen unerwünschten äußeren Einflüssen zu schützen. Dadurch wird es in Zukunft möglich sein, ein ausreichend tragbares Gerät zu schaffen, mit dem die Schwerkraft an verschiedenen Punkten der Erdoberfläche gemessen und ähnliche Messungen aus der niedrigen Erdumlaufbahn durchgeführt werden können.

Eine neue Methode zur Messung der Schwerkraft könnte ein äußerst nützliches Werkzeug für Wissenschaftler sein, die an dem Problem der dunklen Materie und Energie arbeiten, und es ermöglichen, andere grundlegende physikalische Dinge wie das Äquivalenzprinzip zu testen.

<< Zurück: TCL WQ-Gaming 25.11.2019

>> Weiter: Blaue SN550-NVMe-SSDs 24.11.2019

Neueste Nachrichten aus Wissenschaft und Technik, neue Elektronik:

Die Existenz einer Entropieregel für die Quantenverschränkung wurde nachgewiesen 09.05.2024

Die Quantenmechanik überrascht uns immer wieder mit ihren mysteriösen Phänomenen und unerwarteten Entdeckungen. Kürzlich stellten Bartosz Regula vom RIKEN Center for Quantum Computing und Ludovico Lamy von der Universität Amsterdam eine neue Entdeckung vor, die sich mit der Quantenverschränkung und ihrem Zusammenhang mit der Entropie befasst. Quantenverschränkung spielt eine wichtige Rolle in der modernen Quanteninformationswissenschaft und -technologie. Aufgrund der Komplexität seiner Struktur ist es jedoch schwierig, es zu verstehen und zu verwalten. Die Entdeckung von Regulus und Lamy zeigt, dass die Quantenverschränkung einer Entropieregel folgt, die der für klassische Systeme ähnelt. Diese Entdeckung eröffnet neue Perspektiven im Bereich der Quanteninformationswissenschaft und -technologie und vertieft unser Verständnis der Quantenverschränkung und ihrer Verbindung zur Thermodynamik. Die Ergebnisse der Studie weisen auf die Möglichkeit der Reversibilität von Verschränkungstransformationen hin, was ihre Verwendung in verschiedenen Quantentechnologien erheblich vereinfachen könnte. Eine neue Regel öffnen ... >>

Mini-Klimaanlage Sony Reon Pocket 5 09.05.2024

Der Sommer ist eine Zeit der Entspannung und des Reisens, doch oft kann die Hitze diese Zeit zu einer unerträglichen Qual machen. Lernen Sie ein neues Produkt von Sony kennen – die Mini-Klimaanlage Reon Pocket 5, die verspricht, den Sommer für ihre Benutzer angenehmer zu gestalten. Sony hat ein einzigartiges Gerät vorgestellt – den Reon Pocket 5 Mini-Conditioner, der an heißen Tagen für Körperkühlung sorgt. Damit können Benutzer jederzeit und überall Kühle genießen, indem sie es einfach um den Hals tragen. Diese Mini-Klimaanlage ist mit einer automatischen Anpassung der Betriebsmodi sowie Temperatur- und Feuchtigkeitssensoren ausgestattet. Dank innovativer Technologien passt Reon Pocket 5 seinen Betrieb an die Aktivität des Benutzers und die Umgebungsbedingungen an. Benutzer können die Temperatur einfach über eine spezielle mobile App anpassen, die über Bluetooth verbunden ist. Darüber hinaus sind speziell entwickelte T-Shirts und Shorts erhältlich, an denen ein Mini-Conditioner angebracht werden kann. Das Gerät kann oh ... >>

Energie aus dem Weltraum für Raumschiff 08.05.2024

Mit dem Aufkommen neuer Technologien und der Entwicklung von Raumfahrtprogrammen wird die Erzeugung von Solarenergie im Weltraum immer machbarer. Der Leiter des Startups Virtus Solis teilte seine Vision mit, mit dem Raumschiff von SpaceX Orbitalkraftwerke zu bauen, die die Erde mit Strom versorgen können. Das Startup Virtus Solis hat ein ehrgeiziges Projekt zur Schaffung von Orbitalkraftwerken mit dem Starship von SpaceX vorgestellt. Diese Idee könnte den Bereich der Solarenergieerzeugung erheblich verändern und sie zugänglicher und kostengünstiger machen. Der Kern des Plans des Startups besteht darin, die Kosten für den Start von Satelliten ins All mithilfe von Starship zu senken. Es wird erwartet, dass dieser technologische Durchbruch die Solarenergieproduktion im Weltraum gegenüber herkömmlichen Energiequellen wettbewerbsfähiger machen wird. Virtual Solis plant den Bau großer Photovoltaikmodule im Orbit und nutzt Starship für die Lieferung der notwendigen Ausrüstung. Allerdings eine der größten Herausforderungen ... >>

Neue Methode zur Herstellung leistungsstarker Batterien 08.05.2024

Mit der Entwicklung der Technologie und dem zunehmenden Einsatz von Elektronik wird die Frage der Schaffung effizienter und sicherer Energiequellen immer dringlicher. Forscher der University of Queensland haben einen neuen Ansatz zur Herstellung von Hochleistungsbatterien auf Zinkbasis vorgestellt, der die Landschaft der Energiebranche verändern könnte. Eines der Hauptprobleme herkömmlicher wiederaufladbarer Batterien auf Wasserbasis war ihre niedrige Spannung, die ihren Einsatz in modernen Geräten einschränkte. Doch dank einer neuen, von Wissenschaftlern entwickelten Methode konnte dieser Nachteil erfolgreich überwunden werden. Im Rahmen ihrer Forschung wandten sich Wissenschaftler einer speziellen organischen Verbindung zu – Catechol. Es erwies sich als wichtige Komponente, die die Stabilität der Batterie verbessern und ihre Effizienz steigern kann. Dieser Ansatz hat zu einer deutlichen Spannungserhöhung der Zink-Ionen-Batterien geführt und sie damit wettbewerbsfähiger gemacht. Laut Wissenschaftlern haben solche Batterien mehrere Vorteile. Sie haben b ... >>

Alkoholgehalt von warmem Bier 07.05.2024

Bier, eines der häufigsten alkoholischen Getränke, hat einen ganz eigenen Geschmack, der sich je nach Temperatur des Konsums verändern kann. Eine neue Studie eines internationalen Wissenschaftlerteams hat herausgefunden, dass die Biertemperatur einen erheblichen Einfluss auf die Wahrnehmung des alkoholischen Geschmacks hat. Die vom Materialwissenschaftler Lei Jiang geleitete Studie ergab, dass Ethanol- und Wassermoleküle bei unterschiedlichen Temperaturen unterschiedliche Arten von Clustern bilden, was sich auf die Wahrnehmung des alkoholischen Geschmacks auswirkt. Bei niedrigen Temperaturen bilden sich eher pyramidenartige Cluster, wodurch die Schärfe des „Ethanol“-Geschmacks abnimmt und das Getränk weniger alkoholisch schmeckt. Im Gegenteil, mit steigender Temperatur werden die Cluster kettenförmiger, was zu einem ausgeprägteren alkoholischen Geschmack führt. Dies erklärt, warum sich der Geschmack einiger alkoholischer Getränke, wie z. B. Baijiu, je nach Temperatur ändern kann. Die Erkenntnisse eröffnen Getränkeherstellern neue Perspektiven, ... >>

Zufällige Neuigkeiten aus dem Archiv

Ewige Farbe basierend auf plasmonischen Pixeln 04.06.2016

Ein Forscherteam der University of Melbourne hat eine Farbe aus Metall-Nanopartikeln – plasmonischen Pixeln – entwickelt, die niemals in der Sonne verblassen wird.

Ein plasmonisches Pixel ist ein sehr kleines Stück Metall. In jedem Metall gibt es viele sehr bewegliche Elektronen, und wenn Licht auf ein Metall-Nanopartikel einwirkt, verschiebt die Photonenenergie die Elektronen leicht von ihren Kernen weg, wodurch für kurze Zeit negative und positive Pole erzeugt werden. Die Kräfte der Coulomb-Anziehung bringen die Elektronen wieder an ihren Platz. Dieser Vorgang wiederholt sich unzählige Male und wird als Plasmonenresonanz bezeichnet. Es bewirkt, dass die Nanopartikel (und das daraus hergestellte Material) elektromagnetische Wellen mit bestimmten Eigenschaften absorbieren - dadurch erhält das Material der plasmonischen Pixel eine für das Auge sichtbare Farbe.

Die Verwendung von plasmonischen Pixeln als Färbemittel stieß bisher auf einige Schwierigkeiten - insbesondere war die Anzahl der verfügbaren Farben begrenzt, und es gab auch keine Möglichkeit, einem Pixel eine dauerhafte spezifische Farbe zu geben.

Mit dem neuen plasmonischen Pixelformat können Sie mehr als 2000 Farben und Schattierungen erstellen. Die Wissenschaftler verwendeten winzige Antennen aus Aluminium: Der Abstand zwischen ihnen bestimmt die Sättigung der Farbe und der Farbton wird durch die Länge der Antenne bestimmt. Auch bei der Größe wird alles besser: Wir haben es geschafft, ein Bild mit einer Größe von 1,5 x 1,5 cm zu machen - das ist viel mehr, als ähnliche Techniken zuvor erlaubten. Und die Auflösung des Bildes ist so hoch, dass das menschliche Auge den Abstand zwischen den Pixeln nicht erkennen kann.

Ewige Farbe auf Basis plasmonischer Pixel kann zum Lackieren von Autos, Gebäuden und anderen großen Flächen verwendet werden.

Voll sehen Archiv für Wissenschafts- und Technologienachrichten, neue Elektronik

Alle Sprachen dieser Seite

Startseite | Bibliothek | Artikel | Sitemap | Site-Überprüfungen