Newsy

W Toruniu trwają prace nad miniaturowym, optycznym zegarem atomowym. Wysłany w kosmos może zrewolucjonizować międzyplanetarną nawigację

2019-11-13  |  06:00

Ciemna materia stanowi nawet 27 proc. znanego wszechświata. W jej znalezieniu mogą pomóc najnowsze, superprecyzyjne zegary atomowe. Są tak dokładne, że można je wykorzystać do wykrywania ciemnej materii, pomiaru fal grawitacyjnych i określania dokładnego kształtu ziemskiego pola grawitacyjnego. Optyczne zegary atomowe znajdują się również w Polsce. W Toruniu trwają prace nad miniaturowym, przenośnym zegarem optycznym, który mógłby zrewolucjonizować nawigację międzyplanetarną.

– Mój projekt polega na poszukiwaniu ciemnej materii przy pomocy optycznych zegarów atomowych. Optyczne zegary atomowe są to niezwykle czułe urządzenia. Dwa z nich znajdują się w Toruniu, są to jedyne optyczne zegary atomowe w Polsce. I wykorzystujemy fakt, że ciemna materia spowodowałaby bardzo subtelne efekty w naszej naturze, które właśnie za pomocą tych zegarów można by było wykryć – podkreśla w rozmowie z agencją Newseria Innowacje Beata Zjawin, studentka fizyki na Uniwersytecie Mikołaja Kopernika w Toruniu, laureatka stypendium SPIE Optics and Photonics Education Scholarship oraz 19. edycji programu L’Oréal Polska „Dla kobiet i nauki".

Badacze od lat próbowali zaobserwować ciemną materię, która może stanowić nawet 27 proc. całego znanego Wszechświata. Obecnie jest to już jednak możliwe. Fizycy z Uniwersytetu Tokijskiego planują używać laserów do odkrywania osi, czyli cząsteczek, które mogą być składnikami ciemnej materii. Trudność w znalezieniu ciemnej materii polega na tym, że jest ona zbudowana ze słabo oddziałujących masywnych cząstek (WIMP). Choć nie ma jeszcze sposobu, aby je bezpośrednio wykryć, to można przewidzieć ich istnienie na podstawie efektów grawitacyjnych.

W Polsce poszukiwaniem ciemnej materii zajmie się nowa generacja zegarów atomowych.

– To bardzo precyzyjne urządzenia, więc jesteśmy w stanie bardzo dokładnie kontrolować to, co się dzieje w środku optycznego zegara atomowego. Jeżeli zauważymy jakiekolwiek zaburzenia, których źródła nie jesteśmy w stanie podać, możemy spróbować interpretować, czy były one właśnie związane z ciemną materią – tłumaczy Beata Zjawin.

Istnienie ciemnej materii sugeruje się poprzez jej wpływ grawitacyjny na ruchy gwiazd i galaktyk. Obecnie naukowcy testują istnienie pól ciemnej materii, szukając zakłóceń w zegarach atomowych, które utrzymują czas, monitorując drżenie atomów. Zegary są tak dokładne, że stracą nie więcej niż 1 sekundę co 15 miliardów lat.

– Optyczne zegary atomowe są bardziej precyzyjne niż jakiekolwiek inne zegary. To, czego my używamy w tym momencie jako definicji czasu, to są zegary atomowe, bez tej części optycznej, i one się znajdują np. na stacjach GPS i pomagają nam powiedzieć, jakie jest nasze położenie. Plany zakładają, żeby zbudować dużo mniejszy optyczny zegar atomowy, który działałby bez żadnej ingerencji człowieka, by móc np. wysłać go w kosmos – podkreśla studentka.

W Toruniu trwają właśnie prace nad stworzeniem miniaturowych, przenośnych zegarów atomowych. Jeśli takie powstaną, mogłyby np. trafić do satelitów, a w ten sposób zrewolucjonizowałyby cały system nawigacji, ale i obrazowania Ziemi, z dokładnością co do milimetrów. Większość zegarków jest teraz oparta na kwarcowym oscylatorze, który sprawdza się w codziennych pomiarach czasu, ale z czasem traci dokładność. Po 6 tygodniach można je uruchomić z różnicą milisekundy. W nawigacji kosmicznej ułamek sekundy może oznaczać błąd odległości rzędu 300 kilometrów.

– Są to plany raczej bliskie, które teraz realizujemy. W przeciągu kilku, kilkunastu lat mamy nadzieję je już zrealizować – wskazuje Beata Zjawin.

Czytaj także

Kalendarium

Więcej ważnych informacji

Jedynka Newserii

Jedynka Newserii

Kongres Nowej Mobilności

Farmacja

Polacy rozwijają platformę do dostarczania terapeutycznych cząsteczek RNA do komórek nowotworowych. To innowacyjne podejście do walki z rakiem

Nie celowanie w konkretny typ komórek nowotworowych, ale blokowanie genów odpowiedzialnych za proces nowotworzenia ma być podstawą działania platformy wykorzystującej technologię krótkich interferujących RNA (siRNA, z ang. small interfering RNA) do walki z nowotworami. Rozwijane przez polską firmę BS Biotechna rozwiązanie ma także umożliwić celowane dostarczanie do organizmu terapii przeciwnowotworowej. Ten projekt uzyskał niedawno dofinansowanie Agencji Badań Medycznych. Jak podkreślają naukowcy, opracowywane rozwiązanie jest innowacyjne, bo można je zastosować do różnych rodzajów raka. Technologia RNA jest uznawana za jedną z potencjalnie najbardziej użytecznych w leczeniu nowotworów i prewencji nawrotów choroby.

Partner serwisu

Handel

Konsumenci w Polsce kupują rocznie 24 tys. t certyfikowanych produktów rybnych. To sposób na wspieranie zrównoważonych połowów

Zdecydowana większość konsumentów w Polsce, bo aż 88 proc., jest zaniepokojona stanem oceanów – pokazało ubiegłoroczne badanie GlobeScan. Jednocześnie 63 proc. wierzy, że jesteśmy w stanie uratować je przed nieodwracalnymi zmianami w ciągu najbliższych 20 lat. Podobny odsetek wskazuje, że mają tutaj znaczenie wybory dotyczące spożywanych ryb i owoców morza. Za tym idzie coraz większa świadomość dotycząca ekocertyfikatów i popularność oznaczonych nimi produktów. W ciągu 10 lat sprzedaż ryb i owoców morza z logo MSC wzrosła 14-krotnie i dziś wynosi ponad 24 tys. t rocznie.

Media i PR

Fake newsy stworzone przez sztuczną inteligencję trudne do rozpoznania. Wydają się internautom bardziej wiarygodne od wiadomości tworzonych przez ludzi

Sztuczna inteligencja jest w stanie coraz lepiej imitować teksty pisane przez ludzi, a nawet tworzyć takie, które są łatwiejsze do zrozumienia – dowodzą naukowcy z Uniwersytetu Zuryskiego. Co istotne odbiorcy nie są w stanie odróżnić informacji tworzonych przez sztuczną inteligencję. Zarówno te prawdziwe, jak i fałszywe wydają im się bardziej wiarygodne niż te pisane przez ludzi. Rodzi to obawy o wykorzystanie sztucznej inteligencji do szerzenia dezinformacji.

Szkolenia

Akademia Newserii

Akademia Newserii to projekt, w ramach którego najlepsi polscy dziennikarze biznesowi, giełdowi oraz lifestylowi, a  także szkoleniowcy z wieloletnim doświadczeniem dzielą się swoją wiedzą nt. pracy z mediami.