Самые точные в мире часы допускают секундную погрешность лишь раз в 30 миллиардов лет

Детали

Новые часы разработали ученые из JILA, совместного учреждения Национального института стандартов и технологий (NIST) и Университета Колорадо в Боулдере. Это фактически атомная ловушка, которая удерживает десятки тысяч атомов на месте и измеряет время с помощью надежного движения электронов вокруг атома. Часы описаны в статье, которая еще не прошла рецензирование.

Смотрите также Ученые разработали автономную установку по производству водорода, которая работает на энергии Солнца

Стандартная секунда устанавливается на основе атома цезия, но новые часы используют переохлажденные атомы стронция для отслеживания времени. Новые часы вдвое точнее предыдущего рекордсмена по отсчету времени.

Эти часы настолько точные, что могут обнаруживать крошечные эффекты, предусмотренные такими теориями, как общая теория относительности, даже на микроскопическом уровне. Это расширяет границы возможного в измерении времени,
– сказал в пресс-релизе NIST и JILA физик Цзюнь Е, соавтор недавнего исследования.

Как описано в теории общей относительности Эйнштейна, на время влияет гравитация. Недавно изобретенные часы могут обнаруживать релятивистские эффекты на своем хронометраже. Другими словами, если гравитационное поле вокруг часов меняется, часы это "почувствуют" и покажут.

Влияние гравитации на время станет важным фактором после того, как NASA и ее партнеры введут отдельный часовой пояс для Луны. Этот эффект заставляет лунные часы работать на 58,7 микросекунды быстрее ежедневно по сравнению с земными. Поскольку человечество стремится преодолеть расстояния, гораздо больше Луны, точные атомные часы будут иметь решающее значение, чтобы помочь космическим агентствам безошибочно ориентироваться в космическом пространстве.

Методы, применяемые для управления переохлажденными атомами, также могут быть использованы в квантовых компьютерах, которые используют атомы при температуре близкой к абсолютному нулю как биты (так называемые "кубиты") для своих операций.

"Мы исследуем границы науки об измерениях. Когда вы можете измерять вещи с таким уровнем точности, вы начинаете видеть явления, о которых до сих пор мы могли только теоретически рассуждать", – сказал Е.

Обычные атомные часы сегодня работают на микроволновых частотах, объясняет NIST, но атомные часы из стронция работают на оптических частотах. Они "тикают" триллионы раз в секунду и имеют точность до 1/15 000 000 000 000 000 секунды в год. Потеря секунды каждые 30 миллиардов лет означает, что если бы такие часы начали идти в начале Вселенной, то для того, чтобы они потеряли секунду, нужно было бы подождать еще 15 миллиардов лет, или чуть больше, чем столько же, сколько они уже прожили.