ملخصات الأبحاث

مقارنة بين الساعات الضوئية لاختبار تَماثُل «لورنتز»

C. Sanner et.al
  • Published online:

لقد عزّز تقصِّي الافتراضات الأساسية حول بِنية المكان والزمان فهْمنا للطبيعة بدرجة كبيرة. وتمكن أحدث الساعات الذَرّية اختبار الخصائص الأساسية لتَماثُل الزمان والمكان بدقة، والبحث عن الخصائص الفيزيائية الكامنة وراء النموذج القياسي عند مستويات طاقة منخفضة تبلغ بضعة إلكترون فولت. وتسعى الاختبارات الحديثة لنظرية النسبية لأينشتاين إلى قياس انتهاكات تَماثُل «لورنتز» Lorentz غير المكتشَفة بَعْدُ؛ حيث إن المقارنة الدقيقة لترددات الساعات الضوئية تُعد مسارًا واعدًا لإدخال المزيد من التحسينات على مثل تلك الاختبارات.

في البحث المنشور، يبرهن الباحثون تجريبيًّا على التوافق بين اثنتين من الساعات الضوئية مفردة الأيون عند المستوى 10–18، مما يؤكد بشكل مباشر كميات عدم التيقن لهما، على مدار فترة مقارَنة بلغت ستة أشهر. وتُحصر كل أيونات الإيتربيوم للساعتين داخل فخاخ أيونية منفصلة باستخدام محاور للتحويل الكمي، متراصة في اتجاهات غير متوازية. وقد تؤدي الانتهاكات الافتراضية بتَماثُل «لورنتز» إلى تعديلات دورية في إزاحة التردد، فيما تدور الأرض حول نفسها، وحول الشمس. ويستدل الباحثون من غياب مثل تلك التعديلات عند المستوى 10–19 على حدود صارمة للمستوى 10–21 في معاملات انتهاكات تَماثُل «لورنتز» للإلكترونات، مما يحسِّن الحدود السابقة بمقدار رتبتين أُسّيتين.

سوف تصبح مثل مستويات الدقة هذه ضرورية من أجل الاختبارات منخفضة الطاقة لنظريات الجاذبية الكمية المستقبلية، التي تصف الديناميكا على مقياس «بلانك» Planck، والتي من المتوقع أن تتنبأ بمقدار انتهاكات التماثل المتبقية.