Самые точные часы в мире

Физики из NIST построили улучшенную версию экспериментальных атомных часов, базирующихся на одном атоме алюминия, которые на сегодня являются самыми точными в мире. Они более чем в два раза точнее предыдущей модели, основанной на атоме ртути. Согласно проделанным измерениям, погрешность алюминиевых часов не превышает 1 с за 3,7 миллиардов лет.

Новые часы являются второй версией «квантовых логических часов». Это название связано с тем, что они заимствуют логическую обработку, используемую для атомов, хранящих данные в экспериментальных квантовых компьютерах.

Вдобавок к демонстрации того факта, что алюминий лучший хронометр, чем ртуть, последний результат подтверждает, что оптические часы в ряде аспектов захватывают лидерство, оттесняя цезиевые часы NIST-F1, являющихся гражданским стандартом времени в США, точность которых всего 1 с за 100 миллионов лет.

Вследствие того, что международное определение секунды как единицы времени базируется на цезиевых часах, цезий остается стандартом для официального хронометража.

Логические часы базируются на ионе алюминия, захваченном электрическими полями и колеблющимся с частотой ультрафиолетового света, которая в 100 тыс. раз выше, чем микроволновая частота, используемая в NIST-F1. Оптические часы, таким образом, делят время на меньшие отрезки и могут в один прекрасный день стать стандартом, более чем в сто раз точным, чем микроволновые часы.

Алюминий является одним из претендентов на будущий мировой стандарт единицы времени. Ученые из NIST работают над пятью различными типами экспериментальных оптических часов, каждые из которых базируются на разных атомах и имеют собственные преимущества. Создание NIST второй, независимой версии логических часов, доказывает, что они могут быть реплицированы. Это важно, поскольку любой будущий стандарт времени должен воспроизводиться во многих лабораториях.

Ученые из NIST оценили точность новые логические часы на ионе алюминия с помощью лазера, измеряя точную резонансную частоту, при которой ион переходит в состояние с большей энергией, тщательно просчитав все возможные отклонения, вызываемые движением иона.

Ready, set, buy! Посібник для початківців - як придбати Copilot для Microsoft 365