Сегодня 13 августа 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 🔥
Блогер встроил «чит» прямо в руку — электростимуляция ускорила прицеливание в CS2 3 ч.
ИИ-бот Claude теперь может прочитать «Войну и мир» за раз — Anthropic увеличила контекстное меню в 5 раз 4 ч.
ИБ-платформа Security Vision 5 получила множество доработок 5 ч.
Krafton: увольнение руководителей Unknown Worlds спасло Subnautica 2 от судьбы Kerbal Space Program 2 и «непоправимого ущерба всей франшизе» 5 ч.
Chrome начнёт блокировать скрипты для слежки, но только в режиме «Инкогнито» 6 ч.
VK Tech увеличила в I полугодии 2025 года выручку в полтора раза, а количество клиентов выросло более чем втрое 6 ч.
Догоняя X: месячная аудитория Threads превысила 400 млн активных пользователей 7 ч.
Perplexity предложила выкупить Google Chrome за $34,5 млрд — сам стартап стоит почти вдвое меньше 7 ч.
Персонализация поиска Google стала по-настоящему персональной — теперь можно самому выбирать источники 9 ч.
Capcom устроит «эксклюзивный показ» Resident Evil Requiem на Gamescom: Opening Night Live 9 ч.
Новая статья: Обзор складного смартфона Samsung Galaxy Z Flip7: самая изящная раскладушка 5 ч.
Легенда со 133-летней историей собралась на свалку истории — Kodak признала, что скоро не сможет продолжать работу 7 ч.
Samsung выпустила первый телевизор с подсветкой Micro RGB и улучшенной цветопередачей 9 ч.
Учёные придумали невидимые для глаз световые водяные знаки для выявления дипфейков 10 ч.
Анонсирован смартфон Vivo V60 с оптикой Zeiss и ценой от $425 11 ч.
Мобильная графика Arm станет производительнее — в GPU встроят нейронные ускорители 11 ч.
Nvidia представила GeForce RTX 5090D V2: специальный флагман для Китая с урезанной памятью за те же деньги 12 ч.
Жаркая катка: видеокарта GeForce RTX 5090 вспыхнула во время игры в Battlefield 6 12 ч.
Supermicro представила 4U-сервер на базе NVIDIA HGX B200 с СЖО 12 ч.
Tesla запустила редкую рекламу своего автопилота, но пытается скрыть его несовершенство 12 ч.