De temperatuur van de ruimtetijd wordt gemeten met een ultraprecieze kwantumthermometer

Een internationaal team van wetenschappers, waaronder experts van de Universiteit van Adelaide in Australië, heeft een kwantum ontwikkeld

thermometer voor het meten van ultralage temperaturen in ruimte en tijd. Ze werden voorspeld door Albert Einstein en passen in de wetten van de kwantummechanica.

De studie werd geleid door Dr. James K.Quach van de Universiteit van Adelaide, Research Fellow aan de School of Physical Sciences en het Institute for Photonics and Advanced Sensors van de Universiteit van Adelaide.

Het theoretische ontwerp van een kwantumthermometer is gebaseerd op dezelfde technologie die wordt gebruikt om kwantumcomputers te maken.

Einstein had eerder voorspeld dat de snelheidDe manier waarop je het verstrijken van de tijd waarneemt, hangt af van de manier waarop we bewegen. Relatief gezien veroudert iemand die heel snel beweegt langzamer dan iemand die stilstaat. Deze aanname hielp hem bij het ontwikkelen van de algemene relativiteitstheorie. Volgens deze theorie fungeren ruimte en tijd samen als een weefsel dat kan buigen en vervormen.

Ruimtetijddiagram verdeeld invier kwadranten: linker en rechter Rindler-wiggen, en toekomstige en vroegere lichtkegels. De vacuümtoestand kan worden omschreven als een verstrengelde toestand tussen Rindler-wiggen of tussen lichtkegels. Voor een waarnemer in een van deze kwadranten (zoals de in de toekomst), leidt het volgen van niet-waargenomen modi (bijvoorbeeld in het verleden) tot een (tijdachtig) Unruh-effect. De pijl vertegenwoordigt het spatiotemporele traject van de detector. Credits: DOI: 10.1103/PhysRevLett.129.160401

Verband tussen temperatuur en versnellingvergelijkbaar met de relatie tussen tijd en snelheid. Verschillende waarnemers, die met verschillende versnellingen bewegen, nemen verschillende, zij het onbeduidende, temperatuurverschillen waar.

In 1976 ontdekte de Canadese natuurkundige William Unruhcombineerde het werk van Einstein met een andere fundamentele theorie van de moderne natuurkunde, de kwantummechanica, en voorspelde dat het weefsel van ruimte-tijd erg koud is. Het is opmerkelijk dat dit veranderde afhankelijk van hoe snel het object bewoog.

Om dit te observeren, moet je heel snel bewegen.Tegelijkertijd moet je, om zelfs maar één graad verandering in de temperatuur te zien, met een snelheid bewegen die dicht bij de snelheid van het licht ligt. Tot nu toe hebben deze extreme snelheden wetenschappers ervan weerhouden de theorie van Unruh te testen. Nu kan een kwantumthermometer worden gebouwd met behulp van moderne technologieën, benadrukken wetenschappers.

Het werk van het team heeft belangrijke implicaties voor toekomstig onderzoek. Een kwantumthermometer kan worden gebruikt om ultralage temperaturen te meten met een nauwkeurigheid die niet mogelijk is met conventionele apparaten.

Lees verder:

Levende organismen hebben Mars onbewoonbaar gemaakt

De krachtigste botsing met zwarte gaten in het universum bewees de theorie van Einstein

De botten in de Midnight Terror Cave werden zorgvuldig onderzocht en er werden onverklaarbare voetafdrukken gevonden.