Новые атомные часы могут без погрешностей измерять время до тех пор, пока Земля не прекратит существование

clock_large_verge_medium_landscape

Исследователи института JILA при Колорадском университете в Боулдере создали уникальные атомные часы. Если бы их запустили в момент, когда сформировалась Земля, то сейчас они могли бы показывать самое точное время без малейшей погрешности. Кроме того, если сейчас сбросить часы и снова их запустить, то они, скорее всего, смогут пережить Землю. Созданные исследователями атомные часы, по их словам, являются самым точными часами в мире.

«У нас уже появились некоторые соображения как можно еще больше усовершенствовать эти часы», — сказал руководитель исследования Цзюн Йе. – «Данная статья в журнале Nature представляет собой промежуточный отчет. Вы можете рассчитывать на новые прорывы в разработке атомных часов в течение следующих 5-10 лет».

Стоит отметить, что Цзюн Йе является членом Национального института стандартов и технологий (NIST), который курирует работу JILA совместно с Колорадским университетом в Боулдере. Для NIST критически важно привести доказательства, что именно его разработка является лучшей. Точность атомных часов определяется тем, насколько они близки к истинной резонансной частоте, на которой их атомы колеблются между двумя электронными уровнями энергии. Так вот, точность новых часов составляет 6,4×10-18. Однако несмотря на то, что часы могут работать без малейшего отклонения не менее 5 млрд лет, формальности не позволяют официально признать часы самыми точными в мире, так как они основаны на неправильном элементе.

Созданные группой исследователей под руководством Цзюн Йе часы опираются на осцилляции атомов стронция, тогда как согласно определению международной системы единиц стандартом для измерений времени и частоты является атомы цезия. Принято, что 1 секунде соответствует 9192631770 таких колебаний.

В NIST надеются, что им удастся немного подкорректировать стандарты и заставить мир принять стронций в дополнение или вместо цезия.

Правда, перед NIST стоит довольно непростая задача. Уже давно считается, что наиболее точными и стабильными могут быть лишь колебания атомов цезия. Однако исследователи из Парижской обсерватории недавно доказали, что созданные ими часы на основе стронция отличаются погрешностью не более 1 секунды в течение каждых 300 миллионов лет. В то же время погрешность современных атомных часов на атомах цезия в среднем составляет 1 секунду в течение каждых 100 миллионов лет. NIST со своими часами пытается изменить устоявшийся стандарт определения секунды.

Как и атомные часы исследователей из Парижской обсерватории, часы NIST используют мощный лазер, которые удерживает охлажденные почти до абсолютного нуля атомы стронция в так называемой оптической решетке и заставляет их колебаться между двумя энергетическими уровнями. Для регистрации частоты колебаний используется специальный прибор. Этот метод в NIST используют уже несколько лет, но, по их словам, последние нововведения в лазерной стабилизации и точности измерения сделали новые часы гораздо точнее и стабильнее, о чем упоминалось в начале.

Исследователи предполагают, что новые атомные часы могут однажды привести к установлению новых стандартов измерения времени и помогут в разработке невероятно точных датчиков для измерения гравитации и температуры.