Eine Eine
1906
BLOG

Fale grawitacyjne, jako przemieszczające się zaburzenie czasu

Eine Eine Nauka Obserwuj temat Obserwuj notkę 54

 

 Spora część moich wpisów na salonie 24 dotyczących fizyki, łączy się ściśle z moją aktualna pracą badawczą. Kiedy opublikowałem 18.01.2014 wpis [1]informujący o ważnym i ciekawym międzynarodowym eksperymencie KLOE-2, realizowanym w Narodowym Instytucie Fizyki Jądrowej we Frascati we Włoszech przez zespół pod kierownictwem Polki dr Mgdaleny Zych, to jednocześnie sam pracowałem nad możliwymi teoretycznie związkami między QM i GR. Skojarzenia i korelacje między tymi dwoma obszarami doświadczenia bywają niezwykłe.

Kilka tygodni po wrześniu 2015 roku, kiedy to miała miejsce pierwsza rejestracja impulsu falowego grawitacji i kursowały na razie tylko plotki o pozytywnym wyniku pomiarów LIGO, natychmiast pomyślałem o eksperymencie KLOE-2 !

Zadałem sobie wówczas pytanie : dlaczego nie wykorzystać grawitacyjną dylatację czasu do rejestracji fal grawitacyjnych ?

Fale grawitacyjne, to periodyczne zaburzenie czasoprzestrzeni rozprzestrzeniające się z szybkością "c". W systemie LIGO , laserowy interferometr Michelsona wykrywa destrukcję metryki przestrzeni, wywołaną przez impuls falowy grawitacyjny. Jednak fale grawitacyjne, to równocześnie zmienność/destrukcja interwałów czasu, a dokładniej- grawitacyjna dylatacja interwału czasu.

Relatywistyczny współczynnik uwzględniający wpływ potencjału pola grawitacyjnego V na interwał czasu ma postać

gamma = [1- 2*V/c^2)]^(-1/2)

Ponieważ w impulsie falowym grawitacji, mamy do czynienia ze zmiennym potencjałem pola ,to padający na bardzo dokładny zegar impuls fali grawitacyjnej, będzie zmieniał wielkość jednostek czasu mierzonych przez ten zegar [czyli częstotliwość/okres zagara].

 Tak więc można użytć zegara do rejestracji fal grawitacyjnych !

Oczywiście nie może to być pojedynczy zegar, tylko tablica/krata przestrzenna pewnej liczby zegarów [uprzednio zsynchronizowanych],która utraci początkową synchronizację po padaniu na nią fali grawitacyjnej.

 Obok więc stosowania systemu LIGO do rejestracji [detekcji] fal grawitacyjnych, za pomocą skrócenia Fizgeralda-Lorentza, można także odkryć je i zmierzyć za pomocą układu bardzo dokładnych zegarów!

 Powyższe stwierdzenie zawdzięczam studiom nad eksperymentem KLOE-2 i badaniami p.Magdaleny Zych.

Nauka, to naczynia połączone, jedność nauki rodzi się we wzajemnej inspiracji, wpływach i związkach duchowych, często nie przewidywanych i niewidocznych.

 Obliczenia szczegółowe jakie przeprowadziłem w następnych dniach, ostudziły jednak temperaturę mojego podniecenia. Przy znanej mi niepewności pomiaru czasu ] wynoszącej 10^(-15) s, przez najbardziej czułe zegary tzw. atomowe[w dwóch miejscach kraju są zainstalowane i pracują] bazujące na przejściach mikrofalowych, detekcja wyliczonej przeze mnie wartości dylatacji sekundy - dylatacji spowodowanej działaniem fali grawitacyjnej - nie będzie możliwa, z uwagi na jej wartość rzędu 10^(-18) s!

 Podzieliłem się tym z młodszym kolegą, odbywającym staż w USA w zakresie techniki pomiarów czasu , który [ ku mojemu osłupieniu] skierował mnie do Warszawy i Torunia ,gdyż jego zdaniem właśnie w Toruniu zespół fizyków z trzech różnych uniwersytetów kończy przygotowania do uruchomienia super-dokładnych i stabilnych optycznych zegarów atomowych bazujących na przejściach optycznych.

 Dzisiaj jednak skoryguję informację kolegi:przygotowania już dawno zakończone, a w Toruniu, w Krajowym Laboratorium FAMO, już ponad rok pracuje taki zegar[2]. Zegar ten bazuje na przejściach optycznych w ekstremalnie zimnych atomach strontu, utrzymywanych w sieciach wytworzonych wiązkami laserowymi.

Fale grawitacyjne, jako przemieszczające się zaburzenie czasu

foto.nr.1 Fragment optycznego zegara atomowego  w Toruniu [żródło:forumakademickie.pl]

I rzeczywiście, absolutna niepewność częstotliwości taktowania toruńskiego optycznego zegara kratowego jest na poziomie ok. 2x1018s, co odpowiada przewidywalnej przeze mnie, mierzalnej grawitacyjnej dylatacji czasu wywołanej przez falę grawitacyjną o zadanej amplitudzie i częstotliwości.

 Ów kolega ,przebywający na stażu w USA nie tylko przypomniał mi staropolską sentencję :”cudze widzisz pod lasem ,a swojego nie widzisz pod nosem”, ale zaciekawiony moją pracą o detekcji fal grawitacyjnych za pomocą sieci/tablicy zegarów wymienił mi nazwisko “Abraham Loeb”, który podobno również rozmyśla nad wykorzystaniem grawitacyjnej dylatacji czasu spowodowanej przemieszczaniem się fal grawitacyjnych do rejestracji tychże.

Abraham Loeb

Foto nr. 2  :Prof.Abraham Loeb.Źródło : Amazon.com : Abraham Loeb

 Szybko ustaliłem, że prof.Loeb nie tylko rozmyśla ,ale już przedstawił projekt systemu /sieci chronometrów do detekcji fal grawitacyjnych w oparciu o efekt dylatacji czasu [3].

Jest to projekt planetarnego eksperymentu za pomocą planetarnej “tablicy “ złożonej z dwóch zsynchronizowanych początkowo zegarów umieszczonych na orbicie Ziemi ,których wskazania będą odczytywane wiązkami laserowymi z statku “bazy”.

 

Schematic

Foto nr.3 Żródło ; pozycja [3] wykaz literatury

Uważnie zapoznałem się z pracą Loeb-Maoz [pozycja 3 w wykazie literatury dostępna za frico w arXiv] i twierdzę ,że koszty jej realizacji będą większe od kosztów budowy i funkcjonowania LIGO.

Mój projekt nie jest planetarny,można bowiem zbudować tablicę zegarów na powierzchni Ziemi w wymiarach globalnych ,a baza do odczytywania wiązkami laserowymi wskazań zegarów może być na platformie orbitującej geostacjonarnej.Przede mną sporo obliczeń dynamiki takiego układu rejestrującego fale grawitacyjne za pomocą dylatacji czasu.

 

 Literatura

[1]Eine,Ogólna teoria względności a świat kwantowy,

http://autodafe.salon24.pl/561796,ogolna-teoria-wzglednosci-a-swiat-kwantowy

[2]M.Piotrowski, Pierwszy polski optyczny zegar atomowy tyka w Toruniu,8.12.2014www. Fiztaszki.pl

[3]A.Loeb,D.Maoz,Using Atomic Atomic Clocks to Detect Gravitational Waves ,arXiv:1501.00996v2

 

Eine
O mnie Eine

No modern scientist comes close to Einstein's moral as well as scientific stature (John Horgan)

Nowości od blogera

Komentarze

Inne tematy w dziale Technologie