يُقترح من قبل الباحثين استخدام 'عجلات فيريس' صغيرة مصنوعة من ضوء الليزر لاحتواء وتدوير ذرات أو جزيئات شديدة البرودة للغاية، مما قد يختبر نظرية أينشتاين في النسبية على مقاييس كمية. يهدف هذا الطريقة إلى ملاحظة تأثيرات تمدد الزمن في الجسيمات شديدة البرودة، حيث يمكن التلاعب بالخصائص الكمية بدقة. يبني النهج على أعمال سابقة وقد يكشف عن تأثيرات غير متوقعة في إعداد غير مستكشف.
أظهرت نظريات ألبرت أينشتاين في النسبية الخاصة والعامة، التي صيغت في أوائل القرن العشرين، أن الزمن يمكن أن يتمدد للساعات المتحركة أو المعجلة، مما يجعلها تدق أبطأ من الساعات الثابتة. بينما تم ملاحظة هذه التأثيرات في الأجسام الكبيرة، فقد ابتكر فاسيليس ليمبيسيس في جامعة الملك سعود في المملكة العربية السعودية وزملاؤه طريقة لاختبارها على مقاييس ذرية باستخدام ذرات وجزيئات شديدة البرودة.
تشمل الاقتراح إنشاء 'عجلات فيريس بصرية' باستخدام أشعة الليزر لاحتواء وتدوير الجسيمات في شكل أسطواني. يبني هذا على طريقة من عام 2007 طورتها ليمبيسيس وزملاؤه لضبط الليزر للتحكم في الحركة الذرية. في عالم البرودة الشديدة —فقط بضعة ملايين من الدرجة فوق الصفر المطلق— يمكن التلاعب بالخصائص الكمية وحركة الجسيمات بدقة باستخدام الليزر والحقول الكهرومغناطيسية.
تشير الحسابات إلى أن جزيئات النيتروجين مرشحة مناسبة. من خلال معاملة حركة الإلكترون داخلها كتكات ساعة داخلية، يمكن للباحثين اكتشاف تغييرات في تردد التكات صغيرة قدرها جزء واحد في 10 كوادريليون، مكشفة تمدد الزمن الدوراني. يسمح ضبط تركيز الليزر بالتحكم في حجم عجلة فيريس لاختبار دورانات متنوعة.
أشاد باتريك أوهبرغ في جامعة هيريوت وات في المملكة المتحدة بالفكرة: “من المهم التحقق وتأكيد فهمنا للظواهر الفيزيائية في الطبيعة. عندما نحصل على مفاجأة، شيء غير متوقع، نحتاج إلى مراجعة فهمنا واكتساب فهم أعمق للكون. يقترح هذا العمل طريقة بديلة للتحقق من الأنظمة النسبية مع بعض المزايا الواضحة مقارنة بالإعدادات الميكانيكية.”
أضاف آيدان أرنولد في جامعة ستراثكلايد أن الإعداد يتجنب الحاجة إلى سرعات عالية غير عملية: “مع الدقة الرائعة للساعات الذرية… يجب أن يكون التغيير في الزمن 'الذي يشعر به' ذرات عجلة فيريس ملحوظًا. كما أن الذرات المعجلة لا تسافر بعيدًا جدًا، مما يوفر وقتًا كافيًا لقياس هذا التغيير.”
تظل التجارب مع عجلات فيريس البصرية نادرة، مما يفتح إمكانيات لاستكشاف 'فرضية الساعة' في سياقات كمية. تشمل التحديات منع الجسيمات من الاحماء أثناء الدوران. تظهر النتائج في Physical Review A (DOI: 10.1103/5m6c-hfqt).