В Объединенном институте лабораторной астрофизики США сконструировали самые точные на сегодняшний день атомные часы. Они основаны на атомах стронция, которые колеблются 429 триллионов раз в секунду — на основе измерений числа колебаний и определяется секунда. Изобретение позволит улучшить спутниковую навигацию, а также исследовать эффекты искажения времени из-за воздействия гравитации на микроскопическом уровне.
Принцип работы атомных часов заключается в подсчете колебаний атомов. Известно, что атомы цезия-133 совершают ровно 9 192 631 770 колебаний за одну секунду (именно это измерение с 1967 года используется для официального определения секунды). Конструкция атомных часов на основе колебаний цезия-133 допускает погрешность в одну секунду за 300 млн лет.
В Объединенном институте лабораторной астрофизики США решили добиться большей точности: новые атомные часы используют атомы стронция, которые колеблются 429 трлн раз в секунду.
Специальные лазеры «захватывают» облако атомов стронция и удерживают внутри «оптической решетки». Этот метод повышает точность системы, поскольку задействует более мелкую и мягкую «оптическую решетку»: исключается два источника ошибок. Влияние лазерного света и атомы, сталкивающиеся друг с другом.
В результате: такие часы дадут сбой на одну секунду, проработав 30 миллиардов лет. То есть в два раза дольше, чем текущий возраст Вселенной.
Для чего нужны атомные часы?
Все известные навигационные сервисы: GPS, ГЛОНАСС и другие — используют атомные часы. Также приборы такого типа используются в базовых станциях мобильной связи.
Высокая точность новых атомных часов потенциально может улучшить работу систем связи и спутниковой навигации. Однако есть и научное назначение. Поскольку гравитация искажает скорость течения времени новые атомные часы могут помочь и в исследованиях разницы течения времени при изменении расстояния на величину, сравнимую с толщиной волоса.
В России создали альтернативу
Ученые Курчатовского института еще в 2020 году разработали систему измерения времени с помощью многозарядных ионов. Этот метод потенциально может позволить создать новые атомные часы на основе ионов со сложной электронной структурой.
Следите за новостями в наших социальных сетях: ВКонтакте и Telegram.
