Как достигли такой точности измерения?

Группа исследователей под руководством Чжи-Пена Цзя продемонстрировала работу часов USTC Sr1, систематическая неопределенность которых составляет лишь 9,2 на 10-19. Это достижение ставит китайскую разработку в один ряд с устройствами ведущих мировых институтов, таких как Национальный институт стандартов и технологий США, и открывает прямой путь к пересмотру международного определения секунды в системе единиц SI, пишет Phys.org.

Смотрите также Он был лучше, чем "Энигма": в Праге нашли инструкции к самому совершенному шифру нацистов

Основным компонентом системы являются атомы стронция-87, зафиксированы в одномерной оптической решетке, где их состояние проверяется ультрастабильным лазером на длине волны 698 нанометров.

Для достижения такого уровня точности ученые разработали инновационные методы борьбы с факторами, обычно искажающими атомные колебания. Самой сложной задачей было нивелирование сдвига света кристаллической решетки, говорится в исследовании на страницах журнала Metrologia.

Отдельное внимание уделили магнитным эффектам. Использование магнитно-нечувствительных переходов позволило уменьшить влияние внешнего поля в 22,4 раза по сравнению со стандартными методами. Благодаря тщательной калибровке, погрешность от магнитных сдвигов была ограничена до минимума. Система также демонстрирует впечатляющую частотную стабильность, что подтверждает устойчивость часов к такому длительному использованию.

Для чего это науке?

Возможности такого устройства выходят далеко за пределы обычной хронометрии. Высокая чувствительность к гравитационному потенциалу позволяет использовать Sr1 для релятивистской геодезии, в частности для измерения высоты с миллиметровой точностью.

Это открывает перспективы для мониторинга деформаций земной коры, изменений уровня подземных вод и вулканической активности. Кроме того, сверхточные оптические часы становятся новыми инструментами для поиска темной материи и регистрации низкочастотных гравитационных волн, фиксируя микроскопические колебания физических констант, которые ранее невозможно было обнаружить.