Сегодня 15 октября 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 🔥
Весело, но мало: комедийный симулятор водителя автобуса Thank You Bus Driver стартовал в Steam с рейтингом 80 % 5 ч.
Первые атаки ИИ-агентов — лишь «предупредительные выстрелы», предупредил бывший глава Google DeepMind 7 ч.
Благодаря вайб-кодингу Epic Games Store наконец заработал быстрее Steam 7 ч.
В китайских iPhone проявится ИИ — но не такой, как в США и других странах 7 ч.
Сердечко, огонь и смех до слёз: названы самые популярные смайлики у россиян 10 ч.
GTA VI стоила меньше $1,5 миллиарда долларов, а следующий проект Rockstar не придётся ждать восемь лет — подробности разработки главной игры 2026 года 11 ч.
В киберпанковый экшен-платформер Replaced сыграли 900 тысяч человек, а игра получила дату релиза на Android 12 ч.
В Рунете снова произошёл массовый сбой — россияне пожаловались на проблемы с Mail.ru, Ozon и другими сервисами 12 ч.
Сооснователь Rockstar объяснил, почему Max Payne 3 стала его личным провалом 15 ч.
Microsoft одним махом залатала 1118 дыр в Windows и другом ПО 15 ч.
Новая статья: Обзор смартфона HONOR X9e Pro: все силы на прочность и автономность 14 мин.
Новая статья: Обзор TWS-наушников Apple AirPods 5: стали умнее, но мы этого не заметим 2 ч.
Хуанг пригрозил перекрыть поставки чипов Nvidia создателям опасного ИИ — и призвал не бояться технологии 3 ч.
OpenAI обвинила Apple в краже секретов — теперь обе компании обвиняют друг друга в шпионаже 4 ч.
Microsoft представила свой самый маленький контроллер Xbox — всего 99 г и $50 4 ч.
$999 за замену экрана: Apple раскрыла стоимость ремонта складного iPhone Duo 5 ч.
Представлена камера моментальной печати Fujifilm Instax Square 2 с аналоговыми фильтрами 7 ч.
Apple создала домашний экран, для просмотра видео на котором не обойтись без iPhone 7 ч.
Apple перевела 12-дюймовый MacBook и несколько других устройств в разряд устаревших 7 ч.
Маск снова торопится: дорогущий EUV-сканер для Terafab могут поставить раньше, чем завод достроят 8 ч.