Сегодня 05 ноября 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 🔥
Для NPU нашлось полезное применение: его научили отрисовывать интерфейс Windows 11 вместо GPU — пока получается не очень быстро 3 ч.
Создатель Escape from Tarkov показал 14 минут геймплея шутера нового поколения Fragmentary Order и запустил платный доступ к «альфе» 4 ч.
Nvidia выпустила драйвер с поддержкой World of Warcraft: Forever и нейронного рендеринга DLSS 5 в Hogwarts Legacy и War Thunder 5 ч.
«Честный знак» от Anthropic: компания придумала, как выявлять поддельные нейросети 5 ч.
Apple предупредила инвесторов: ИИ-агенты могут выйти из-под контроля и навредить бизнесу 5 ч.
Следующий большой эксклюзив PS5 не выйдет в срок — разработчики God of War Laufey объяснили перенос 6 ч.
Google ещё не придумала, как зарабатывать на ИИ-поиске столько же, сколько на обычном 8 ч.
«Наконец после стольких лет можно будет игру пройти»: новый трейлер раскрыл дату релиза последнего дополнения к Warhammer 40,000: Rogue Trader 8 ч.
Уже не лучшая игра всех времён: критики вынесли вердикт ремейку легендарной The Legend of Zelda: Ocarina of Time для Nintendo Switch 2 10 ч.
Google встроила поиск в меню с тремя точками в Chrome — искать нужные настройки не придётся вручную 12 ч.
Новая статья: Обзор блока питания MSI MAG A1200PLS PCIE5 2 ч.
Китайские ИИ-гиганты выстроились за видеокартами Nvidia, но получат лишь 1 % от заказанного 3 ч.
Акции бигтехов подскочили после выборов в США — инвесторы увидели спасительный тормоз для ИИ-гонки 3 ч.
Новая статья: Обзор робота-уборщика Dreame L60 Ultra: когда просто нужен качественный пылесос 3 ч.
Qualcomm поможет SpaceX превратить Starlink в полноценного мобильного оператора с 5G 4 ч.
ИИ-бум исподтишка ударил Nintendo — поставщик памяти для картриджей Switch переключается на серверные чипы 5 ч.
Восемь часов без перерыва: Xiaomi показала, как человекоподобные роботы вкалывают на её автозаводе 5 ч.
Nothing готовит загадочное безэкранное ИИ-устройство — его представят уже в декабре 5 ч.
Шесть человекоподобных роботов сутки проработали в магазине — один сбежал, другой отлынивал 5 ч.
Bluetooth ускорит передачу данных почти в четыре раза уже в следующем году 6 ч.