• Home
  • Kemi
  • Astronomien
  • Energi
  • Naturen
  • Biologi
  • Fysik
  • Elektronik
  •  science >> Vetenskap >  >> Fysik
    Forskare hittar lättare, billigare sätt att mäta gravitationen

    Doktorand Shijie Chai och Dr Mikkel Andersen, vid University of Otagos institution för fysik, med deras gravimeter. Kredit:University of Otago

    Världen har ett officiellt kilogram mot vilket alla andra länders kilogram mäts och vågar kalibreras.

    Den bor i Frankrike, där världens officiella mätare, nu pensionerad, var också lokaliserad.

    Men tänk om det kilogramet inte längre var korrekt? Vad händer om det ackumuleras avlagringar på ytan? Eller försämrades det?

    Konsekvenserna av dessa möjliga förändringar kan vara förödande för läkemedlet, ingenjörs- och flygindustrin.

    Dr Mikkel F. Andersen, vid University of Otagos institution för fysik, säger att världen snart kommer att gå bort från artefaktdefinitionen på ett kilo. Hans forskning kan hjälpa till i processen.

    "Kilogrammet kommer att förändras, i maj nästa år kommer det inte att vara den i Frankrike."

    Istället, ett kilogram kommer att definieras genom att välja ett exakt värde på Plancks konstant, en storhet som relaterar vikt till elektrisk ström. En nyckelkomponent i detta kommer att vara ett exakt mått på gravitationstrycket vid den exakta platsen som framtida kalibreringsvikter mäts.

    Det finns för närvarande två bärbara enheter som kan mäta gravitationen exakt. Dock, dessa gravimetrar är både dyra och stora. Nya Zeeland har inte en sådan maskin. Det närmaste är i Australien.

    "Dock, om det bara finns en typ av enhet i världen som kan mäta gravitation, vad händer om enheten är avstängd av någon anledning? Då kommer alla skalor i världen att vara avstängda. Det är viktigt att ha en mängd olika enheter som kan mäta gravitationen.

    "Mitt mål var att göra en mindre, mer kompakt enhet, som också var enklare och billigare att bygga, " säger doktor Andersen.

    Med hjälp av enkel laserteknik, och idéer från de mystiska teorierna om kvantkaos, han och doktorand kandidaten Shijie Chai och postdoktor Dr. Julia Fekete har skapat en sådan enhet, beskrivs i tidningen Fysisk granskning A .

    "Vi har visat att principen fungerar och tror att den kan vara lika exakt som andra tillgängliga för närvarande, " säger doktor Andersen.

    Enheten tappar ett moln av atomer, gör sedan interferensmönster i dessa atomer för att tillåta en exakt mätning med en laser. Ljushastigheten och tidsmåttet är tydligt definierade så det finns inget gissningsarbete i dessa delar av enheten.

    Gravimetrar används för att utföra gravitationsundersökningar, som är mycket billigare än borrning. Geologer använder dem för att ta reda på vilka stenar som ligger under markens yta; arkeologer använder dem för att identifiera begravda ben; och de används i stor utsträckning i mineralprospektering eftersom olja är lättare än sten.

    Dr Andersen säger att potentiella slutanvändare redan har uttryckt intresse för den nya enhetens kommersiella kapacitet.

    Teamet avser att säkra finansiering för nästa fas av forskningen, vilket kommer att innebära att minska modellens storlek, och öka längden på atomerna, vilket ökar noggrannheten med vilken den mäter gravitationen.

    © Vetenskap https://sv.scienceaq.com