Wetenschap

Doorbraak: de nieuwste atoomklokken kunnen de interne structuren van de aarde oplossen

Doorbraak: de nieuwste atoomklokken kunnen de interne structuren van de aarde oplossen


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Ultraprecieze draagbare atoomklokken staan ​​aan de vooravond van een doorbraak. Een internationaal team onder leiding van wetenschappers van de Universiteit van Zürich laat zien dat het misschien mogelijk is om de nieuwste generatie atoomklokken te gebruiken om structuren binnen de aarde op te lossen.

Een internationaal team onder leiding van astrofysici Philippe Jetzer en Ruxandra Bondarescu van de Universiteit van Zürich is ervan overtuigd dat ultraprecieze draagbare atoomklokken het identificeren van minerale afzettingen of verborgen watervoorraden in de aarde met behulp van klokken in het komende decennium een ​​realiteit zullen maken. Ze zeggen dat dergelijke klokken de meest directe meting van de geoïde zullen geven - de ware fysieke vorm van de aarde. Combineren is ook mogelijk atoomklokken metingen aan bestaande geofysische methoden om het binnenste van de aarde te onderzoeken.

Tegenwoordig kan de geoïde van de aarde - het oppervlak met een constant zwaartekrachtpotentieel dat het gemiddelde zeeniveau verlengt - alleen indirect worden bepaald. Op continenten kan de geoïde worden berekend door de hoogte van satellieten in een baan om de aarde te volgen. Het juiste oppervlak kiezen is een gecompliceerd probleem met meerdere waarden. De ruimtelijke resolutie van de geoïde die op deze manier wordt berekend, is laag - ongeveer 100 km.

[caption id = "attachment_1221" align = "aligncenter" width = "519"] Een eerste prototype van een atoomklok met hoge precisie, ACES (Atomic Clock Ensemble in Space), zal al in 2014 naar het Columbus Space Lab in het International Space Station (ISS) worden gebracht. [Afbeeldingsbron:Europees Ruimteagentschap ESA, D. Ducros][/onderschrift]

Het gebruik van atoomklokken om de geoïde te bepalen is een idee gebaseerd op de algemene relativiteitstheorie dat is besproken voor de afgelopen 30 jaar. Klokken die zich op verschillende afstanden van een zwaar lichaam zoals onze aarde bevinden, tikken met verschillende snelheden. Evenzo, hoe dichter een klok bij een zware ondergrondse structuur is, hoe langzamer hij tikt - een klok die boven een ijzererts is geplaatst, tikt langzamer dan een klok die boven een lege grot zit. "In 2010 ultraprecieze atoomklokken hebben het tijdsverschil gemeten tussen twee klokken, de ene 33 centimeter boven de andere gepositioneerd, "legt Bondarescu uit alvorens toe te voegen: atoomkloktechnologie. "

Volgens Bondarescu, als een atoomklok op zeeniveau wordt geplaatst, d.w.z. op de exacte hoogte van de geoïde, zou een tweede klok overal op het continent kunnen worden geplaatst, zolang deze maar gesynchroniseerd is met de eerste klok. De verbinding tussen de klokken kan worden gemaakt met glasvezelkabel of via telecommunicatiesatelliet, mits de transmissie voldoende betrouwbaar is. De tweede klok zal sneller of langzamer tikken, afhankelijk van of deze zich boven of onder de geoïde bevindt. De lokale meting van de geoïde kan vervolgens worden gecombineerd met andere geofysische metingen zoals die van gravimeters, die de versnelling van het zwaartekrachtveld meten, om een ​​beter beeld te krijgen van de ondergrondse constructie.

Tegen 2022 op zijn vroegst zal zo'n ultraprecieze draagbare atoomklok de ruimte in vliegen aan boord van een ESA-satelliet," zegt Professor Philippe Jetzer, de Zwitserse afgevaardigde voor de STE-Quest-satellietmissie die erop gericht was de algemene relativiteitstheorie heel precies te testen. Al in 2014 of 2015 werd de “Atomic Clock Ensemble in Space ACES”Wordt naar de Internationaal ruimtestation ISS. ACES is een eerste prototype dat nog niet de precisie heeft van STE-QUEST.


Bekijk de video: Robert Sapolsky (December 2022).