Según la teoría de la relatividad de Albert Einstein, todos los cuerpos en el vacío, independientemente de sus propiedades, son acelerados por la gravedad de la Tierra a la misma velocidad. Este principio de equivalencia se aplica a las piedras, plumas y átomos por igual. Bajo condiciones de microgravedad muy largasy se pueden llevar a cabo mediciones precisas para determinar si diferentes átomos de diferente masa realmente "caen igualmente rápido"
Para las primeras mediciones de precisión en el espacio con átomos fríos, el potasio y el rubidio son candidatos adecuados. En preparación para las mediciones se realizaron dos experimentos al mismo tiempo a bordo de un cohete de sondeo lanzado desde Kiruna, Suecia, el 23 de enero. Análisis preliminar delos datos muestran que la campaña fue exitosa. La Humboldt Universität zu Berlin HU y el Ferdinand-Braun-Institut, Leibniz-Institut fuer Hoechstfre-quenztechnik FBH prueban tecnologías láser modernas en el marco de los proyectos KALEXUS y FOKUS.Los exigentes demostradores de tecnología sientan las bases para las pruebas de precisión del principio de equivalencia con los llamados interferómetros de átomos de potasio y rubidio, así como para otros experimentos destinados a probar la teoría de la relatividad de Einstein. Los investigadores esperan que eventualmente estos experimentos proporcionen la información necesariapara abordar uno de los mayores desafíos de la física moderna: la unificación de la gravedad con elree otras interacciones fundamentales en una teoría integral.
Experimentos con láser con átomos de potasio y rubidio: KALEXUS y FOKUS
Se estableció un sistema láser estable para la manipulación de átomos de potasio en el proyecto KALEXUS bajo la guía del grupo de Metrología Óptica en HU. La pieza central consta de dos módulos láser semiconductores micro integrados desarrollados por FBH. En KALEXUS la longitud de onda de estoslos módulos láser se adaptan a una transición atómica de potasio. Durante el período de seis minutos de microgravedad, el experimento estabiliza automáticamente la longitud de onda de ambos láseres. Además, el sistema láser puede alternar de forma autónoma entre las fuentes láser durante el vuelo.Después de todo, tales experimentos no son fáciles de repetir, y los científicos no pueden tomar medidas correctivas durante el vuelo. Además, las mediciones pueden no verse comprometidas si falla uno de los láseres.
Otro módulo láser diseñado por FBH y ensamblado por HU participó en la campaña FOKUS, que es administrada por Menlo Systems. Un láser se estabilizó a una transición atómica de rubidio para demostrar la madurez tecnológica de la tecnología correspondiente para las pruebas de caída posteriores.de átomos en condiciones de microgravedad. El sistema láser también permite comparaciones de reloj. Aquí, la frecuencia de un "oscilador óptico", el láser, se compara con la frecuencia de un oscilador de cuarzo que "marca" en el rango de radiofrecuencia, como unreloj de pulsera moderno. La teoría general de la relatividad supone que el "tictac" de todos los relojes se ve afectado por la gravedad de la misma manera, independientemente de cómo estos relojes se implementen física y técnicamente. Una prueba inicial en abril de 2015 confirmó la idoneidad de dicho "atómico".relojes "y de los sistemas láser necesarios para probar la teoría general de la relatividad en el espacio. El objetivo ahora es confirmar los resultados iniciales después de algunas mejoras técnicas hhan sido aplicados al sistema.
Dos aplicaciones de tecnología en comparación directa
Los dos experimentos utilizan diferentes tipos de láser del FBH. Esto permite una comparación de las diferentes tecnologías láser para el escenario de la aplicación. La pieza central del módulo FOKUS es un láser DFB Retroalimentación Distribuida, que emite luz en una frecuencia estrechao rango de longitud de onda a 780 nm. Este ancho de banda espectralmente estrecho es uno de los requisitos clave para el módulo láser, que se utiliza para la espectroscopía de átomos de rubidio y, por lo tanto, para mediciones de precisión.
KALEXUS utiliza un concepto ECDL láser de diodo de cavidad extendido, que gracias a una rejilla externa, proporciona un ancho de línea aún más estrecho. El láser está optimizado para mediciones espectroscópicas con átomos de potasio y emite a una longitud de onda de 767 nm. Sin embargo, el externola rejilla lo hace potencialmente más propenso al mal funcionamiento, a diferencia de la estructura monolítica del láser FOKUS. En última instancia, los módulos del tamaño de la palma tienen que soportar las cargas mecánicas durante el lanzamiento del cohete con aceleraciones de hasta 15 veces la aceleración de la gravedad y tienenpara funcionar sin problemas en el espacio.
Los proyectos KALEXUS y FOCUS están financiados por el Centro Alemán para el Sector Aeroespacial DLR.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Forschungsverbund Berlin eV FVB . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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