Сегодня 25 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 🔥
Apple выпустила iOS 26.4 и iPadOS 26.4 с новыми эмодзи и функциями 5 мин.
Продажи Marathon за три недели достигли 1,2 миллиона копий, но Sony ждала большего 18 мин.
Meta врала насчёт безопасности Facebook, Instagram и WhatsApp для детей — суд назначил штраф в $375 млн 2 ч.
Анонсирована нелинейная тактическая стратегия Arbiter 131, где «всё решается через геймплей» 3 ч.
Meta нацелилась на капитализацию в $9 трлн и мотивирует ключевых руководителей щедрыми опционами впервые с момента IPO 4 ч.
Apple подтвердила появление рекламы в «Картах» и пообещала не следить за перемещениями пользователей 13 ч.
Sony закроет новую студию режиссёра Call of Duty: Black Ops 3 спустя год после открытия 14 ч.
Следующая Payday оказалась эксклюзивом VR — первый трейлер и подробности Payday: Aces High 15 ч.
Разработчик Dead by Daylight продолжает скупать хорроры — собственностью Behaviour Interactive теперь стала 7 Days to Die 16 ч.
Epic Games уволит тысячу сотрудников, потому что Fortnite уже не приносит прежних денег 17 ч.
Россияне переходят на вторичную память: продажи SSD на «Авито» взлетели в 5,5 раз, а ОЗУ — в два раза 2 ч.
Дефицит процессоров для ПК обостряется — цены растут, а поставки уже растянулись на месяцы 2 ч.
Arm нацелилась увеличить выручку в шесть раз и зарабатывать $15 млрд в год на собственных процессорах 3 ч.
В России стартовали продажи ноутбуков Prestige 16 AI+ и 16 Flip AI+, а суперлёгкий Prestige 13 AI+ выйдет в апреле 3 ч.
SK hynix нужны миллиарды, чтобы не отстать в гонке ИИ-памяти — компания нацелилась на IPO в США в этом году 5 ч.
Новая статья: Обзор мини-ПК MSI Cubi Z AI 8M: размеры — меньше, портов — больше 10 ч.
OpenAI внезапно закрыла Sora — завоевавший вирусную популярность генератор ИИ-слопа 10 ч.
Apple выпустит отдельное приложение Siri для iOS 27 и macOS 27 10 ч.
Новая статья: NVIDIA Groq 3: SRAM, дезагрегация, детерминизм 12 ч.
Alibaba представила самый производительный в мире процессор на базе RISC-V — XuanTie C950 13 ч.