Сегодня 20 ноября 2025
18+
MWC 2018 2018 Computex IFA 2018
реклама
Новости Hardware

Учёные создали самые точные атомные часы в истории — они помогут задавать правильные вопросы Вселенной

Глубина понимания основ мироздания ограничена точностью научных инструментов. Чем они точнее, тем больше учёные узнают о свойствах материи. Предел был достигнут при изучении квантовых явлений, точность измерения которых совпадала с расчётами до 12 знаков после запятой. Учёные из Национального института стандартов и технологий США (NIST) позволят заглянуть дальше. Для этого они создали самые совершенные атомные часы с точностью до 19 цифры после запятой.

 Источник изображений: NIST

Источник изображений: NIST

Исследователи из NIST около 20 лет совершенствуют свои атомные часы на основе иона алюминия. Ион алюминия может «тикать» с самой высокой частотой, превосходя по этому параметру и стабильности популярные среди учёных атомные часы на основе цезия. Однако в работе с ионами алюминия существует другая проблема — их очень сложно охлаждать и измерять, хотя они малочувствительны к магнитным полям и колебаниям температуры. Чтобы «приручить» ионы алюминия и заставить их отсчитывать время, пришлось разработать особую ионную ловушку, на модернизацию которой ушли многие годы исследований.

Финальная на сегодняшний день разработка представляет собой утолщённое алмазное основание и более толстые электроды из золота, которые помогли «рассасывать» паразитные электромагнитные поля на противоположных контактах ловушки. Поскольку напрямую ион алюминия сложно обнаружить и измерить его частоту — «тиканье», учёные добавили в ловушку компаньона — ион магния. Ион магния помог снизить температуру колебаний иона алюминия — охлаждал его, а также служил своеобразным зондом для считывания характеристик иона алюминия.

Оба иона были тесно связаны в ловушке ядерными взаимодействиями и известным образом влияли друг на друга. Для считывания состояний иона магния использовалась квантово-логическая спектроскопия. Выше, на снимке во врезке, можно чётко проследить заряд иона магния, тогда как для иона алюминия известна только примерная область его нахождения (обведена зелёным кружком).

В паре с ионом магния ион алюминия, возбуждаемый высокостабильным лазером от установки JILA (оптический канал от которой пришлось тянуть по подземным коммуникациям на расстояние 3,6 км), продемонстрировал чрезвычайную стабильность, устойчивость колебаний и невероятную точность «тиканья». Это позволяет говорить о новом рекорде в точности атомных часов — до 19-го знака после запятой, или на 40 % точнее, чем в предыдущих платформах.

Новые часы позволяют измерять время намного быстрее прежних. В частности, если раньше на каждое измерение уходили недели, то теперь оно сократилось до полутора суток. Ограничивающим фактором было небольшое время удержания возбужденного состояния иона — на уровне всего 150 мс. Модернизация установки увеличила это время до одной секунды.

Невиданная ранее точность и стабильность отсчёта времени позволит продвинуться дальше в развитии фундаментальной физики, обеспечив углублённый поиск нарушений в свойствах элементарных частиц в рамках современной Стандартной модели. Наука считает свойства частиц неизменными, но это могло быть результатом недостаточно точных измерений. Новые, более совершенные атомные часы помогут это проверить. Также они окажутся полезными для разработки квантовой логики, оценки эффективности квантовых архитектур и во многих других областях физических наук. В конечном итоге они позволят задавать Вселенной правильные вопросы.

Источник:

Если вы заметили ошибку — выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER.
Материалы по теме

window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥
Амбициозный боевик Peter Jackson's King Kong: The Official Game of the Movie в честь 20-летия получил масштабный фанатский патч 28 мин.
Cloud.ru запустил Evolution AI Factory в коммерческую эксплуатацию по доступным ценам 31 мин.
Telegram получил большое обновление: прямые эфиры, регулярные сообщения и аукционы подарков 40 мин.
CD Projekt Red привлекла к работе над Cyberpunk 2 бывшего нарративного руководителя BioShock 4 2 ч.
Google представила ИИ-поисковик научных работ, но его подход к ранжированию вызывают вопросы 2 ч.
Разрушительный шутер The Finals от авторов нашумевшей ARC Raiders нельзя будет запустить на PS4 с марта будущего года 3 ч.
В YouTube встроили мессенджер для сообщений и видео, но доступен он не всем 4 ч.
Супергеройская комедия Dispatch от ведущих разработчиков The Wolf Among Us достигла нешуточного успеха — два миллиона проданных копий за месяц 5 ч.
Adobe стала владельцем основанного россиянами разработчика ПО Semrush — сумма сделки составила $1,9 млрд 8 ч.
Apple объявила финалистов премии App Store Awards 2025 8 ч.
«Закон Мура» хоронят десятилетиями — ASML уверена, что он продержится ещё 15 лет 13 мин.
США притормозили 100-% тарифы на чипы — опасаются взвинтить цены и обострить отношения с Китаем 18 мин.
Европейская фабрика TSMC всё ближе к запуску — монтаж оборудования для выпуска чипов в Дрездене начнётся в 2026 году 26 мин.
Лазеры запекают титановый порошок: Apple раскрыла детали 3D-печати корпусов Watch 42 мин.
Превосходный отчёт Nvidia вдохновил инвесторов — акции технологических компаний подорожали по всему миру 2 ч.
Белый дом уговаривает Конгресс США не убивать экспорт ИИ-чипов — иначе Китай создаст свои и догонит 3 ч.
Представлен самый мощный суперкомпьютер на Ближнем Востоке — 122,8-Пфлопс система Shaheen III 3 ч.
Nvidia признала, что сделка с OpenAI на $100 млрд ещё может сорваться 3 ч.
Nvidia распродала все ИИ-ускорители, но на подходе ещё больше Blackwell 3 ч.
Игровые видеокарты теперь приносят всего 7,5 % выручки Nvidia — ИИ-чипы разогнали доходы до $57 млрд 4 ч.