Поставлено новий рекорд точності атомного годинника
Фізики з Національного інституту стандартів і технологій (NIST) створили покращену версію свого експериментального годинника на основі одного атома алюмінію, домігшись тим самим безпрецедентної точності – помилка в секунду накопичиться у новинки лише за 3,7 мільярда років.
Як повідомляється в прес-релізі, новий хронометр-рекордсмен отримав назву «Quantum Logic Clock», оскільки він запозичує механізм обробки та зберігання даних у експериментальних квантових комп'ютерів.
Нагадаємо, у класичному атомному годиннику два іони металів знаходяться в електромагнітній пастці на відстані декількох мікрометрів один від одного. При вплив на них лазером взаємодія атомів дозволяє виділяти два стани - умовні 0 і 1. Коливання системи між цими станами, по суті, є відлік часу. Один із таких атомів у пастці при цьому служить власне «охоронцем» часу (за ним і називають годинник – «на основі алюмінію», «на основі цезію» і так далі), а другий необхідний для «зняття показань».
Про попередній монстр, атомний годинник, що базується на атомі ртуті, ми розповідали – оновлені «Quantum Logic Clock» перевершують свого предка за точністю майже в десять разів. До того ж новий годинник поділяє час на менші інтервали, що в майбутньому може дозволити людству вимірювати його точніше у 100 разів.
Зараз вчені NIST працюють над п'ятьма різними типами експериментальних годинників, за кожним з яких закріплений атом «своєї» речовини (у тому числі ітербій). Годинник наступного покоління повинен привести до нових типів датчиків для вивчення підземних природних ресурсів та фундаментальних досліджень Землі. Інший можливий метод застосування – надточна навігація, наприклад, посадка літака по GPS.
Є ще один цікавий момент – у самому визначенніпоняття «секунду», прийнятому на Генеральній конференції з мір і ваги в 1967 році, фігурує випромінювання атома цезію. Тому формально жоден годинник не може бути визнаний більш точним, ніж цезієвий. До них, зокрема, належать і NIST-F1 — годинник, за яким визначають стандарт часу в США. Помилка в одну секунду NIST-F1 накопичується за 100 мільйонів років, в 37 разів швидше, ніж Quantum Logic Clock.