Ученые из Колорадского института создали самые точные в мире атомные часы – они сбиваются на 1 секунду каждые 30 миллиардов лет. Такой точный хронометр может не только улучшить работу таких сервисов, как GPS, но и помочь ученым исследовать, как гравитация искажает течение времени на субмиллиметровых расстояниях.
Обычные часы прекрасно годятся для повседневных дел. Но для таких сложных событий, как космические запуски, ошибка на долю секунды может означать провал целой миссии.
Для максимально точного измерения времени были созданы атомные часы. Они работают путем подсчета чрезвычайно предсказуемых колебаний определенных атомов. Например, цезий-133 «тикает» ровно 9 192 631 770 раз в секунду. Они показывают время с точностью до одной секунды за 300 миллионов лет.
Теперь ученые из лаборатории JILA разработали атомные часы, которые гораздо точнее. Они основаны на нескольких разработках, которые команда создавала на протяжении многих лет. Во-первых, в них используются не атомы цезия, а стронция, которые тикают безумные 429 триллионов раз в секунду. Вместо того чтобы измерять эти тики с помощью микроволн, атомные часы этого типа используют волны видимого света, которые имеют гораздо более высокую частоту.
Новые атомные часы команды JILA повышают точность до рекордного уровня, используя более мелкую и мягкую световую ловушку. Это предотвращает два источника ошибок, которые часто возникают в атомных часах с оптической решеткой, – влияние лазерного излучения и столкновение атомов друг с другом.
Точность новой конструкции составляет 8,1 части на 10 квинтиллионов (за десяткой следуют 19 нулей). Другими словами, часы отстанут всего на одну секунду, если они будут идти 30 миллиардов лет, что более чем в два раза превышает нынешний возраст Вселенной.
Новые часы помогут улучшить работу GPS и спутниковой связи, а также позволят произвести новые научные открытия.
– Эти часы настолько точны, что могут обнаружить крошечные эффекты, предсказываемые общей теорией относительности, даже в микроскопических масштабах. Это расширяет границы возможного в науке, – говорит автор исследования Цзюнь Йе.
