Ученые из Сингапура создали атомные часы на основе иона лютеция, которые, по заявлению исследователей, стали самыми точными в мире. Их неопределенность составляет 1 × 10⁻¹⁹, что является лучшим опубликованным показателем для оптических атомных часов.
Атомные часы измеряют время с помощью стабильного перехода электрона между энергетическими уровнями атома. Лазер настраивают на частоту такого перехода, а колебания света используют как чрезвычайно точный эталон времени.
Команда ученых больше десяти лет работала с лютецием. Исследователи считают, что свойства этого элемента позволяют уменьшить влияние внешних факторов на точность часов. Переход лютеция значительно меньше зависит от изменений температуры и магнитного поля, чем аналогичные переходы некоторых других элементов, используемых в оптических часах.
Для проверки результата ученые создали двое часов и сравнили их показания в течение 200 часов. Их частоты совпали с неопределенностью 5,7 × 10⁻¹⁹ — исследователи называют это самым точным сравнением двух часов на сегодняшний день.
Такая точность нужна не только для более совершенного измерения времени. Новое поколение атомных часов позволяет изучать фундаментальную физику и фиксировать чрезвычайно небольшие изменения гравитационного поля Земли. При такой точности часы способны чувствовать разницу в течении времени даже при небольшом изменении высоты.
Разработка также может оказаться важной для будущего определения секунды. Международное сообщество рассматривает оптические атомные часы на разных элементах в качестве основы для возможного пересмотра современного определения секунды после 2030 года. Сейчас мировым стандартом остаются цезиевые атомные часы.
Пока рекордные часы остаются лабораторной установкой. Следующим этапом ученые называют ее миниатюризацию и создание транспортабельной версии, которую можно будет использовать за пределами лаборатории без существенной потери точности.
Читайте также:
Високосные секунды предложили отменить в пользу часовой поправки
Разработана гибридная архитектура для многоэтапных квантовых вычислений