Abenteuer-Universum

Obergrenze für die Masse von Neutronensternen
11. Januar 2018
Gravitationswellen erleichtern Berechnung des Maximalwerts.
http://www.pro-physik.de/details/news/1 ... ernen.html

Das finde ich interessant, was man nicht alles machen kann und ich lerne daraus, dass es für die Gravitationswellenastronomie noch ganz andere Anwendungen gibt als nur die, an die man zuerst denkt.

Gravitationswellen mit Atomwellen messen
04. Januar 2018
Atominterferometer mit extremer Empfindlichkeit könnte Gravitationswellen tiefer Frequenz erlauschen.
http://www.pro-physik.de/details/news/1 ... essen.html

So etwas finde ich auch interessant, auch wenn man die Details, wie das Gerät nun exakt funktioniert nicht versteht: Wesentlich ist, dass es noch andere Möglichkeiten gibt Gravitationswellen zu messen, wie nur mit den bisher aufgebauten Interferometern und dass die Geschichte dann kostengünstiger würde und noch dazu Einblicke in ganz neue Bereiche verspricht.

P.S.: Das ist zwar hier als News-Thread angelegt, was aber nicht heißen soll, dass über die News hier nicht diskutiert werden kann/soll.

Spannend!

Im Gegensatz zu LIGO u.ä. nutzt man dann nicht die Wellenlänge, also die “räumliche Änderung der Gravitation entlang der Arme” des Interferometers bzw. die Veränderung deren Länge, sondern die Frequenz, also die “zeitliche Änderung der Gravitation” an einem Ort.

Beides hängt einfach über Wellenlänge * Frequenz = Lichtgeschwindigkeit zusammen.

Aber bis dahin ist noch ein weiter Weg, insbs. muss man - wie immer - Dreckeffekte aus der Umgebung eliminieren. Auch hier wäre ein Einsatz im Weltraum sinnvoll, jedoch - im Gegensatz zu bisherigen Absätzen - evtl. sehr leicht, klein und kompakt - d.h. kostengünstig - an Bord der ISS!

Gravitationswellen mit Atomwellen zu messen, das hört sich interessant an. Vermutlich ist noch viel Entwicklungsarbeit nötig, um ein solches Verfahren für zuverlässige Messungen zu nutzen. Bis 2028 könnte die ISS noch technisch betrieben werden. Es wird also Zeit, wenn der Gedanke von tomS bezüglich eines Einsatzes auf der ISS noch realisiert werden soll.

So oder so ist anzunehmen, dass der Gravitationswellenastronomie noch eine großartige Zukunft bevorsteht.

Neben Gravitationswellen könnten auch Abweichungen von der ART nachgewiesen bzw. deutlich präziser ausgeschlossen werden.

https://arxiv.org/abs/1708.05116
Atom interferometry with the Sr optical clock transition
We report on the realization of a matter-wave interferometer based on single-photon interaction on the ultra-narrow optical clock transition of strontium atoms. We experimentally demonstrated its operation as a gravimeter and as a gravity gradiometer. No reduction of interferometric contrast was observed up to an interferometer time 2T=10 ms, limited by geometric constraints of the apparatus. In the gradiometric configuration, the sensitivity approaches the shot noise limit. Single-photon interferometers represent a new class of high-precision sensors that could be used for the detection of gravitational waves in so far unexplored frequency ranges and to enlighten the boundary between Quantum Mechanics and General Relativity.

https://arxiv.org/abs/1612.05171
Testing sub-gravitational forces on atoms from a miniature, in-vacuum source mass
Gravity is the weakest fundamental interaction and the only one that has not been measured at the particle level. Traditional experimental methods, from astronomical observations to torsion balances, use macroscopic masses to both source and probe gravitational fields. Matter wave interferometers have used neutrons, atoms and molecular clusters as microscopic test particles, but initially probed the field sourced by the entire earth. Later, the gravitational field arising from hundreds of kilograms of artificial source masses was measured with atom interferometry. Miniaturizing the source mass and moving it into the vacuum chamber could improve positioning accuracy, allow the use of monocrystalline source masses for improved gravitational measurements, and test new physics, such as beyond-standard-model ("fifth") forces of nature and non-classical effects of gravity. In this work, we detect the gravitational force between freely falling cesium atoms and an in-vacuum, centimeter-sized source mass using atom interferometry with state-of-the-art sensitivity. The ability to sense gravitational-strength coupling is conjectured to access a natural lower bound for fundamental forces, thereby representing an important milestone in searches for physics beyond the standard model. A local, in-vacuum source mass is particularly sensitive to a wide class of interactions whose effects would otherwise be suppressed beyond detectability in regions of high matter density. For example, our measurement strengthens limits on a number of cosmologically-motivated scalar field models, such as chameleon and symmetron fields, by over two orders of magnitude and paves the way toward novel measurements of Newton's gravitational constant G and the gravitational Aharonov-Bohm effect

Das sind einerseits beeindruckende Aussichten, andererseits sind sie doch - dankenswerterweise- noch oft im Konjunktiv formuliert.

Fassen wir zusammen:
- hochpräzise Messungen der Gravitationskonstante
- Gravitationswellen
- Wechselwirkungen und Felder jenseits des Standardmodells
- Kopplung des Fermion-Spins an Gravitationsfelder (*)

(*) gemäß der Einstein-Cartan-Theorie, einer notwendigen Erweiterung der ART für fermionische Felder, die jedoch außerhalb von Materieansammlungen identisch zur ART ist und innerhalb von Materie experimentell praktisch ununterscheidbar von der ART sein sollte.

Der ruhigste Ort im All
05. Februar 2018
Resultate der Lisa-Pathfinder-Mission über­treffen die Anfor­derungen für das Gravi­tations­wellen-Obser­vatorium Lisa.
http://www.pro-physik.de/details/news/1 ... m_All.html

Lesen! Das sind außerordentlich gute Nachrichten.
Das bedeutet nämlich, dass eine Grundvorraussetzung für Laserinter­ferometer-gestützte Gravitations­wellenmessgeräte im All erfüllt ist - und zwar deutlich besser als erwartet.
Außerdem könnten das auch gute Nachrichten für künftige Inter­ferometer-gekoppelte optische Weltraum-Großteleskope aus vielen kleinen Einzelteleskopen sein.