Сегодня 15 августа 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.

Источник:

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

window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥
Новая статья: Grim Dawn: Fangs of Asterkarn — мрачный юбилей. Рецензия 6 ч.
Корпоративный боевик Stick It to the Stickman от создателей Broforce и Anger Foot уйдёт с биржи раннего доступа Steam — новый трейлер и дата выхода 1.0 7 ч.
VLC стал запускаться по 30 секунд — разработчики обвинили Windows Defender 9 ч.
ИИ-гонка превратилась в ценовую войну — OpenAI и Anthropic вынуждены дешеветь из-за Китая 9 ч.
Пошаговые тактики до сих пор в моде: более миллиона игроков добавили Star Wars Zero Company в список желаемого 10 ч.
VK Play устроил бесплатную раздачу российской пошаговой тактики «Спарта 2035» с тремя дополнениями 10 ч.
Разработчики Resonance: A Plague Tale Legacy раскрыли системные требования для игры без апскейлеров — GTX 1060 всё ещё в деле 12 ч.
Ветеран Warner Bros. Games: ремастер подарил The Lord of the Rings: War in the North шанс на успех, которого игру лишило соседство со Skyrim 12 ч.
ИИ разогрел рынок доменов: зона .ai впервые обогнала классическую .com по средней цене 13 ч.
Хакерская группировка Cl0p взломала ресурсы Shell, Philips, GE и десятков других компаний 14 ч.
Tencent мгновенно озолотится, сдав в аренду свои GPU, но уверена, что на собственных ИИ-решениях она заработает больше 4 ч.
Dell выпустила 42,5-дюймовый 4K-монитор для видеоконференций со встроенной 8-Мп камерой Sony Starvis 8 ч.
Alphabet сорвала джекпот на SpaceX — вложенные $900 млн превратились почти в $94 млрд 9 ч.
LG построит человекоподобных роботов с мозгами Nvidia — дебют намечен на 2027 год 11 ч.
Raptor Lake переживут своё поколение: Intel продолжит выпускать старые процессоры из-за дорогой DDR5 12 ч.
Хакер нашёл огромную дыру в старых процессорах AMD — она позволяет добраться до скрытой памяти 12 ч.
Optimal Transit представила плавучий ЦОД Kraaken, который сам генерирует энергию и даёт питьевую воду 12 ч.
Глобальный рынок OLED-мониторов почти удвоился, а лидирует на нём Asus 13 ч.
Nebius наращивает мощности в Европе, строя и арендуя дата-центры в Эстонии, Финляндии и Великобритании 13 ч.
Дешёвые смартфоны вымирают из-за дефицита памяти — продажи устройств дешевле $100 в США рухнули на 64 % 14 ч.