Найточніший у світі годинник показує час з точністю до квадрильйонних часток секунди

Думаєте, що ваш підключений до інтернету смарт-годинник або дорогий Rolex – найкращий спосіб відстежувати час? Міжнародна команда фізиків хоче спростувати це твердження завдяки своєму новому атомному годиннику, який здатен вимірювати час з точністю до кількох квадрильйонних часток секунди.

Атомні годинники існують з 1948 року, але нова конструкція дає свіжий погляд на цю технологію. Він упаковує атоми стронцію, які використовуються для вимірювання часу, в крихітний тривимірний куб, щільність якого в 1000 разів перевищує щільність попередніх одновимірних атомних годинників. Це дозволяє дослідникам використовувати надстабільні лазери для використання поведінки так званого “квантового газу” для створення практичного вимірювального пристрою. Результатом є, по суті, найстабільніший метроном з коли-небудь побудованих, з частотою тикання в шість разів точнішою, ніж у безнадійно неточного колишнього рекордсмена.

“Наша точність і акуратність вимірювань повинна бути обмежена тільки фундаментальними законами природи, квантової механіки”, – сказав в інтерв’ю Digital Trends фізик Цзюнь Є з Національного інституту стандартів і технологій. “Атоми, задіяні в цьому поколінні атомних годинників, підготовлені в повністю контрольованих квантово-механічних станах, включаючи як внутрішні, так і зовнішні ступені свободи. Чим більше атомів ми використовуємо, тим чіткіше сигнал годинника, що дозволяє проводити більш точні вимірювання”.

NOVA | Дивовижний атомний годинник

Велика різниця між цією та попередніми роботами в цій галузі полягає в розташуванні атомів стронцію. Попередні оптичні решітки були схильні до втрати ритму через більш вільне формування атомів. У новому годиннику ці атоми утримуються набагато ближче один до одного у щільній сіткоподібній структурі, подібній до того, як ви можете бачити коробки з-під яєць, складені в продуктовому магазині. Ця більш жорстка конфігурація означає, що вони не можуть зіштовхуватися один з одним.

Для чого ж буде використовуватися такий точний годинник? “Дослідити межі науки про вимірювання і квантової фізики і подивитися, куди вони можуть нас привести”, – сказав Є. “Можна сказати, що це більше на фронті фундаментальних досліджень, досліджуючи нашу інтелектуальну допитливість”.

Зрештою, за його словами, мета полягає в тому, щоб вирішити загадки без відповіді, такі як точний зв’язок між квантовою фізикою і гравітацією, а також допомогти в пошуку таких речей, як темна матерія. “Поряд з науковими пошуками ми [також] продовжимо розробляти нові технології, такі як квантові датчики, які можуть мати широкий спектр застосування в суспільстві”, – продовжив Є. “Більш точний і акуратний атомний годинник стане частиною фундаменту фізичних одиниць і стандартів, на які покладаються сучасні суспільства. Вони відіграватимуть важливу роль у прогнозуванні

Source: digitaltrends.com