Сегодня 08 мая 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 🔥
Приложение Fitbit превратилось в Google Health — и сможет собирать данные о здоровье даже из Apple Health 12 ч.
Новый стандарт жанра для вселенной «Чужих»: анонсирован амбициозный кооперативный шутер Aliens: Fireteam Elite 2 13 ч.
В Steam вышло атмосферное сюжетное приключение Will: Follow The Light о поиске смысла «даже в темноте» 14 ч.
Заряженное ностальгией музыкальное приключение Mixtape от создателей The Artful Escape очаровало критиков — игра доступна в российском Steam 15 ч.
IBM когда-то хотела отказаться от навигации с клавишей Tab — Microsoft не согласилась, сославшись на маму Билла Гейтса 16 ч.
ИИ с «глазами» оказался в разы дороже обычного API — агенты сжигают бюджеты, ходя по сайтам 16 ч.
Глава Take-Two взял вину за неудачи Sid Meier’s Civilization VII на себя, а обновление Test of Time исправит главную проблему игры 16 ч.
Доля российского ПО в госсекторе превысила 75 % 16 ч.
Фейковый сайт ИИ-бота Claude распространяет новый вредонос Beagle для Windows 17 ч.
Созданные с помощью ИИ сайты кишат уязвимостями — разработчики ИИ-сервисов валят всё на клиентов 18 ч.
Arm уже получает 15 % выручки от серверного направления и рассчитывает утроить её к 2031 году 2 ч.
AMD представила ускоритель Instinct MI350P — CDNA 4 в формате PCIe 9 ч.
Valve внедрила защиту от перекупщиков и пообещала новые партии Steam Controller 9 ч.
Новая статья: Ноутбук DIGMA PRO Pactos на процессоре AMD Ryzen 5 7430U: скромность украшает 10 ч.
GeIL анонсировала модули DDR5, которые работают со скоростью 8000 МТ/с без разгона 12 ч.
AMD выпустила ИИ-ускоритель Instinct MI350P с 144 Гбайт HBM3E, PCIe 5.0 x16 и потреблением 600 Вт 12 ч.
Google анонсировала Fitbit Air — лёгкий фитнес-трекер без экрана за $99 с круглосуточным отслеживанием активности владельца 13 ч.
Apple закажет новую партию чипов A18 Pro из-за высокого спроса на MacBook Neo 16 ч.
Iridium анонсировала PNT-решение для безошибочного позиционирования и синхронизации времени Project Authentic 17 ч.
Hisense представила игровой 5K-монитор GX Ultra с частотой обновления 180 Гц 17 ч.