Онлайн
Группа ученых под руководством профессора физики Шимона Колковица из Университета Висконсин-Мэдисон объявила о создании самых высокопроизводительных и точных атомных часов. Авторы исследования сообщили, что прибор измеряет время с погрешностью в одну секунду на каждые 300 миллиардов лет. Они уверяют, что это позволит проводить более точные измерения гравитационных волн, темной материи и других физических явлений.
«Новые часы на оптической решетке уже являются лучшими часами в мире, и здесь мы получаем такой уровень производительности, которого никто раньше не видел. Но мы работаем как над улучшением их производительности, так и над разработкой новых применений, которые станут возможными благодаря этому», – заявляет Шимон Колковиц.
Атомные часы представляют собой прибор, который отслеживает резонанс частот атомов (обычно атомов цезия или рубидия). Этот процесс позволяет таким часам измерять время с высокой степенью точности. Примером такого устройства является Deep Space Atomic Clock – эксперимент NASA, запущенный в 2019 году для навигации автономных космических аппаратов.
Атомные часы работают, отслеживая энергетические уровни электронов. «Когда электрон меняет энергетические уровни, он поглощает или излучает свет с частотой, одинаковой для всех атомов определенного элемента. Оптические атомные часы отсчитывают время с помощью лазера, точно настроенного на эту частоту, и для точного измерения времени им требуются одни из самых сложных лазеров в мире», – пишут авторы новой работы.
В новом исследовании были созданы мультиплексированные часы, которые разделили атомы стронция на линию в одной вакуумной камере. Команда использовала «относительно паршивый лазер», как назвал его Колковиц, который все же смог обеспечить уровень точности измерений, близкий к мировому рекорду.
Затем группа попыталась точно измерить разницу между часами, потому что две группы атомов в немного разных средах будут «тикать» с разной скоростью из-за изменений в магнитных полях или гравитации. Команда провела эксперимент более тысячи раз, чтобы измерить погрешность прибора.
В конечном счете, исследователи обнаружили разницу в скорости хода двух атомных часов, «которая соответствует тому, что они расходятся друг с другом всего на одну секунду каждые 300 миллиардов лет». Они настаивают, что это мировой рекорд для двух пространственно разделенных часов.
Источник – National Geographic.
