Сегодня 22 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 🔥
Google опровергла «вводящие в заблуждение» сообщения об обучении ИИ на письмах из Gmail 56 мин.
Хакеры взломали приложение Gainsight и могли похитить данные более двухсот компаний 2 ч.
Россияне стали больше слушать радио после замедления YouTube 2 ч.
Новая статья: Call of Duty: Black Ops 7 — такой «колды» ещё не было. Рецензия 14 ч.
В Steam стартовала бесплатная раздача Warhammer: Vermintide 2 — в игру добавили знаковую миссию из первой части 15 ч.
«Просить больше казалось неправильным»: авторы возрождённой ролевой песочницы Hytale в духе Minecraft подтвердили цену игры 17 ч.
Google теперь использует письма пользователей Gmail для обучения ИИ, но это можно отключить 17 ч.
У Grok сломался регулятор подхалимства к Илону Маску — бот решил, что он совершенен во всём и даже может воскрешать людей 17 ч.
Разработчики Nioh 3 раскрыли системные требования для игры в 1080p с апскейлерами 17 ч.
Каждый четвёртый россиянин хотя бы раз в месяц пользуется нейросетями 18 ч.
ASUS представила модульную ИИ-систему PE3000N на платформе NVIDIA Jetson Thor T5000 47 мин.
В Microsoft Azure появились инстансы с Intel Xeon 6 и CXL-памятью 50 мин.
Суд намерен устранить монополию Google в онлайн-рекламе пока ен поздно, но скорого успеха не ожидает 59 мин.
В США испытали беспроводное питание для спутников 2 ч.
Рынок не поверил Хуангу: акции бигтехов обвалились после квартального отчёта Nvidia 6 ч.
Власти США задумались о снятии запрета на поставки ускорителей Nvidia H200 в Китай 7 ч.
По-настоящему космический микроконтроллер STMicroelectronics STM32V8 пропишется в спутниках Starlink: 800 Мгц, защита от радиации и работа при +140 °C 14 ч.
Huawei пообещала флагманам Mate 80 автономность до 14 дней, но чем-то придётся жертвовать 16 ч.
Huawei научилась создавать конкурентов для ИИ-систем Nvidia, но они проигрывают по эффективности и производительности 16 ч.
В США впервые разрешили испытания на людях мозгового имплантата для восстановления речи 18 ч.