Гравитация меняет свечение атома экспресс
Атом, возбуждённый светом, через мгновение отдаёт энергию обратно — испускает фотон. Этот процесс похож на уставшего бегуна, который сбрасывает груз. Но если бегун стоит на склоне горы, ему труднее разогнаться. Гравитация действует на атом похоже: вблизи массивного тела время течёт медленнее, и атом излучает иначе.
Физики построили модель, в которой атом взаимодействует с полем, заполняющим пространство, и учли слабое гравитационное поле. Расчёты показали: скорость излучения меняется в зависимости от того, где находится атом и как ориентирован его диполь — своеобразная «антенна» атома. Если атом расположен ближе к источнику гравитации, его излучение может ускориться или замедлиться. Всё зависит от частоты испускаемого света.
Этот результат важен для будущих экспериментов с квантовыми системами в гравитационном поле. Например, точные атомные часы на разных высотах уже идут по-разному. Теперь можно предсказать, как гравитация повлияет на излучение одиночного атома — кирпичика для квантовых технологий.
Разница хода времени между макушкой небоскрёба и его подвалом настолько мала, что её можно измерить только сверхточными атомными часами. Гравитация действительно замедляет время, и это влияет на излучение атомов.
В романе «Интерстеллар» герои сталкиваются с гигантским замедлением времени у чёрной дыры. Эта статья показывает, что даже слабая гравитация вносит измеримые поправки в квантовые процессы.