Сегодня 05 марта 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 🔥
Олдскульная стратегия Crown of Greed в духе Majesty позволит почувствовать себя королём — новый трейлер и дата выхода в Steam 20 мин.
Anthropic возобновила переговоры с Пентагоном в надежде исправить ситуацию 2 ч.
Nvidia выпустила Hotfix-драйвер для решения проблем с настройками напряжения у GeForce RTX 5000 9 ч.
Android и Chrome OS сольются в одну платформу в 2026 году — Google подтвердила планы по Aluminium OS 10 ч.
Слухи о релизе Windows 12 в этом году оказались фейком, но интернет поверил 10 ч.
Ubisoft наконец подтвердила Assassin’s Creed Black Flag Resynced и приоткрыла завесу тайны над будущим франшизы 13 ч.
«Это просто нереально!»: Mundfish взбудоражила фанатов Atomic Heart трейлером с датой выхода сюжетного дополнения «Кровь на Хрустале» 14 ч.
Московский суд оштрафовал разработчика Escape from Tarkov на два миллиона рублей 15 ч.
Ghost of Yotei и Saros не выйдут на ПК — Sony больше не будет портировать эксклюзивы PS5, но есть исключения 16 ч.
«Яндекс» научил «Алису» управлять смартфоном по командам пользователя — ИИ-агент уже тестируется 16 ч.
5G-виртуализация с ИИ-монетизацией: Broadcom представила VMware Telco Cloud Platform 9 с фокусом суверенные облака 17 мин.
Хуанг подтвердил, что Nvidia передумала вливать $100 млрд в OpenAI — новых вложений в Anthropic тоже не предвидится 29 мин.
Broadcom в следующем году рассчитывает выручить на ИИ-чипах более $100 млрд 60 мин.
Meta будет разрабатывать собственные ИИ-ускорители 3 ч.
Нешуточное дело: NASA наметило запуск лунной миссии Artemis II на первое апреля 5 ч.
Aikido объединила морские ветряки с модульными ИИ ЦОД 10 ч.
Эксперимент показал, что бактерии могут пережить удар астероида и межпланетный перелёт 12 ч.
Gemini обвинили в подстрекательстве к самоубийству — Google предстоит суд 12 ч.
Nubia представила доступные игровые смартфоны Neo 5, Neo 5 GT и Neo 5 Max с активным охлаждением и RGB-подсветкой 12 ч.
Xiaomi будет делать новый процессор каждый год — и уже в этом выпустит смартфон с собственным чипом, ОС и ИИ 14 ч.