Для обнаружения этих чрезвычайно малых изменений потребовалось менее одних суток. Об этом сообщается в описании эксперимента, опубликованном на платформе arXiv.
Для регистрации изменений международная группа физиков объединила сверхточные оптические часы в единую измерительную сеть. Устройства соединили специальными оптоволоконными линиями связи протяженностью приблизительно 800 километров. В экспериментах использовались как стационарные лабораторные оптические часы на основе атомов стронция и иттербия, так и инновационные портативные оптические часы.
В группу вошли ученые ведущих научных центров Европы: Федерального физико-технического института (Германия), Национальной физической лаборатории (Великобритания), Лаборатории лазерной физики (Франция) и Национального института метрологических исследований (Италия).
Луна и Солнце вызывают не только периодические подъемы воды в океанах, но и крайне малые колебания гравитационного потенциала на Земле. Из-за этого в разных точках планеты время течет с немного разной скоростью. Притяжение Луны и Солнца создает вариации гравитационного потенциала, эквивалентные изменению высоты объектов на 10 сантиметров; этот показатель относится к двум станциям, расположенным примерно в 800 километрах друг от друга. Полученные результаты хорошо согласуются с теоретическими расчетами.
Предыдущие эксперименты с оптическими часами были в основном направлены на измерение статических, то есть не изменяющихся со временем различий гравитации между разными точками. Теперь ученые впервые смогли зафиксировать, как эти показатели периодически меняются.
Сверхвысокая точность оптических часов предъявляет новые требования к измерению времени. При сравнении показаний удаленных приборов ученым теперь необходимо учитывать, как периодические изменения гравитационного потенциала под воздействием Луны и Солнца влияют на относительную скорость хода часов. Если не вносить соответствующие поправки, эти эффекты могут искажать результаты сверхточных экспериментов, проверки фундаментальных физических теорий и формирования единых шкал времени.
Кроме того, объединенная сеть оптических часов становится мощным инструментом для изучения Земли. Такие чувствительные системы позволят в режиме реального времени отслеживать перераспределение масс воды и льда по планете, изменение уровня подземных вод, тектонические сдвиги и активизацию вулканов. Наземные квантовые приборы служат эффективным дополнением к спутникам, измеряющим гравитацию из космоса, и позволяют проверять полученные со спутников данные с беспрецедентной точностью.
