Деталі
Новий годинник розробили вчені з JILA, спільної установи Національного інституту стандартів і технологій (NIST) та Університету Колорадо в Боулдері. Це фактично атомна пастка, яка утримує десятки тисяч атомів на місці й вимірює час за допомогою надійного руху електронів навколо атома. Годинник описаний у статті, яка ще не пройшла рецензування.
Дивіться також Науковці розробили автономну установку з виробництва водню, яка працює на енергії Сонця
Стандартна секунда встановлюється на основі атома цезію, але новий годинник використовує переохолоджені атоми стронцію для відстеження часу. Новий годинник вдвічі точніший за попереднього рекордсмена з відліку часу.
Цей годинник настільки точний, що може виявляти крихітні ефекти, передбачені такими теоріями, як загальна теорія відносності, навіть на мікроскопічному рівні. Це розширює межі можливого у вимірюванні часу,
– сказав у пресрелізі NIST і JILA фізик Цзюнь Є, співавтор нещодавнього дослідження.
Як описано в теорії загальної відносності Ейнштейна, на час впливає гравітація. Нещодавно винайдений годинник може виявляти релятивістські ефекти на своєму хронометражі. Іншими словами, якщо гравітаційне поле навколо годинника змінюється, годинник це "відчує" й покаже.
Вплив гравітації на час стане важливим фактором після того, як NASA та її партнери запровадять окремий часовий пояс для Місяця. Цей ефект змушує місячний годинник працювати на 58,7 мікросекунди швидше щодня порівняно з земним. Оскільки людство прагне подолати відстані, набагато більші за Місяць, точний атомний годинник матиме вирішальне значення, щоб допомогти космічним агентствам безпомилково орієнтуватися в космічному просторі.
Методи, що застосовуються для керування переохолодженими атомами, також можуть бути використані у квантових комп'ютерах, які використовують атоми за температури близької до абсолютного нуля як біти (так звані "кубіти") для своїх операцій.
"Ми досліджуємо межі науки про вимірювання. Коли ви можете вимірювати речі з таким рівнем точності, ви починаєте бачити явища, про які до цього часу ми могли лише теоретично міркувати", – сказав Є.
Звичайний атомний годинник сьогодні працює на мікрохвильових частотах, пояснює NIST, але атомний годинник зі стронцію працює на оптичних частотах. Він "цокає" трильйони разів на секунду і має точність до 1/15 000 000 000 000 секунди на рік. Втрата секунди кожні 30 мільярдів років означає, що якби такий годинник почав іти на початку Всесвіту, то для того, щоб він втратив секунду, потрібно було б зачекати ще 15 мільярдів років, або трохи більше, ніж стільки ж, скільки він уже прожив.