Сегодня 04 сентября 2026
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.

Было интересно? Скажите об этом Google, чтобы чаще получать ссылки на наши новости про окружающая среда

Источник:

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

window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥
Патчи для Heroes of Might & Magic: Olden Era станут выходить чаще — разработчики готовят два крупных обновления 4 мин.
AMD выпустила драйвер с поддержкой Onimusha: Way of the Sword и The Blood of Dawnwalker 41 мин.
ИИ-агенты OpenAI захватили немецкий сайт и превратили его в подпольный форум для ИИ 42 мин.
Nvidia выпустила драйвер с поддержкой DLSS 5 в NBA2K27 2 ч.
Голливуд становится вертикальным — ветераны киноиндустрии запустили платформу микросериалов для смартфонов aTwist 2 ч.
Microsoft выпустила ИИ для расшифровки речи за 10 центов в час — он работает в 10 раз быстрее аналога OpenAI 3 ч.
OpenAI выделит $1 млрд на защиту критической инфраструктуры от ИИ-атак — защищать её тоже будет ИИ 3 ч.
«Пора всем остальным разработчикам равняться на Capcom»: первая за 20 лет новая Onimusha не разочаровала пользователей Steam 5 ч.
Люди бунтуют против ИИ и ЦОД — Альтман согласился, что отрасль сама в этом виновата 5 ч.
Anthropic помирилась с властями США, но не с Пентагоном — военные оставили создателя Claude в чёрном списке 5 ч.
Из-за дефицита памяти Google поставит DDR4 из списанных серверов в новые серверы 41 мин.
Репортаж со стенда Dreame на IFA 2026: паровой робот-пылесос, экшн-камера, полноприводный робот-газонокосильщик и многое другое 2 ч.
Microsoft представила Project Zenith — мощные Windows-системы без лишнего мусора для ИИ-разработчиков 2 ч.
Lexar представила самый тонкий в мире внешний SSD толщиной 3,8 мм 3 ч.
ИИ-бум превратил Nvidia в мегаинвестора — её портфель вырос с $7 до $99 млрд за год 3 ч.
Ugreen представила хаб для безоблачного умного дома за $20 000 — внутри Nvidia Jetson Thor и 128 Гбайт памяти 3 ч.
Защищённый смартфон RugOne Xsnap 7 Pro со съёмной экшн-камерой поступит в продажу в октябре 3 ч.
Вышел одноплатный компьютер Orange Pi Zero 4 с поддержкой Wi-Fi 6 и дешевле $30 3 ч.
Складных iPhone на всех не хватит — Apple собирает лишь несколько сотен смартфонов в день, и больше не получается 4 ч.
Lenovo уместила Ryzen AI Max+ PRO 495 и 128 Гбайт памяти в 1,6-литровый ПК — четыре таких объединяются в ИИ-кластер 5 ч.