Кривая излучения абсолютно черного тела. Кредит: Википедия

Новый анализ показывает, что атомы будут сталкиваться с высокими силами трения в присутствии излучения абсолютно черного тела при более низких температурах. Учет этого эффекта может помочь исследователям повысить точность высокоточных экспериментов.

Излучение абсолютно черного тела (ЧЧТ) содержит электромагнитные волны с характерным спектром, меняющим форму в зависимости от температуры тела. Когда движущиеся атомы сталкиваются с этими полями, они испытывают силу отталкивания, которая замедляет их движение к источнику излучения.

С помощью нового анализа, опубликованного в The European Physical Journal D, Випул Бадхан и его коллеги из Университета Гуру Нанак Дев, Индия, показали, что влияние этой «силы трения абсолютно черного тела» (BBFF) особенно сильно при более низких температурах.

Влияние BBFF может стать особенно сильным в высокоточных экспериментах с атомами и ядрами: от атомных часов и интерферометров до квантовых сенсоров и гравитометров. Ожидается также, что это повлияет на поведение атомов в остатках сверхновых и может даже повлиять на передовые методы, используемые для исследования некоторых из наиболее фундаментальных аспектов Вселенной, включая темную материю и гравитационные волны. Улучшение понимания BBFF может иметь решающее значение для обеспечения максимально возможной точности в этих важных экспериментах.

Атомы могут столкнуться с BBFF в присутствии паразитных электромагнитных полей, создаваемых экспериментальными установками, а также материалов, используемых для защиты экспериментов от их окружения. Чтобы исследовать этот эффект, команда Бадхана рассмотрела замедление атомов щелочных металлов: металлов, которые легко поляризуются в ответ на окружающие электромагнитные поля из-за их уникальных электронных конфигураций. Учитывая это поведение, исследователи смогли рассчитать взаимосвязь между температурой объекта, производящего BBR, и скоростью замедления, с которой сталкиваются окружающие атомы щелочных металлов.

Их результаты показали, что на это замедление больше всего влияет BBFF при более низких температурах. Принимая во внимание этот эффект, команда Бэдхана надеется, что передовые эксперименты могут еще больше повысить их точность, потенциально приблизив нас на один шаг к ответам на некоторые из самых насущных вопросов о природе Вселенной.