Экспериментальные атомные часы, основанные на одном атоме ртути - в пять раз точнее любой аппаратуры для измерения времени, существовавшей до сих пор.
Об этом достижении исследователи из Национального института стандартов и технологий (NIST) сообщили в статье в журнале Physical Review Letters.
Последние 50 лет стандарты времени, базировавшиеся на частоте перехода между энергетическими уровнями цезия-133, считались самыми точными в мире. Но учёные NIST предложили ещё более качественный подход к измерению времени. Их экспериментальные часы регистрируют переходы между энергетическими уровнями иона ртути, содержащегося в электромагнитной ловушке.
Этот ион генерирует колебания на оптических частотах, которые намного выше микроволновых, использовавшихся ранее в цезиевой аппаратуре, что позволит делать измерения намного точнее.
Цезиевые часы, созданные в NIST, могут "потерять" не больше одной секунды за 70 миллионов лет непрерывной работы. Преимущество последнего варианта ртутных часов состоит в том, что отстать или "убежать" на секунду они могут только через 400 миллионов лет.
Такое высокоточное измерение времени может пригодиться, например, для синхронизации в системах глобального позиционирования, в телекоммуникационных сетях, беспроводных и межпланетных сообщениях. Что касается более "земных" приложений, то ртутные атомные часы могут найти применение в сфере безопасности или медицине.
Но эти измерения можно использовать ещё в одной области, которая очень интересует физиков: их давно занимает вопрос о том, изменяются ли фундаментальные константы со временем (похоже, что да), и ответить на этот вопрос можно только с помощью высокоточных измерений.
На фото: Физик NIST Джим Бергквист настраивает самые точные в мире часы. В стальном цилиндре справа находится низкотемпературная вакуумная система, внутри которой находится "сердце" часов - атом ртути. |
