Logo
Cover

Специалисты Национального института стандартов и технологий (NIST) США добились трех новых рекордных показателей — теперь атомные часы ходят достаточно точно не только для того, чтобы отсчитывать время и помогать в навигации, но и улавливать слабые гравитационные сигналы и темную материю.

231

Часы NIST сделаны из 1000 атомов иттербия, подвешенных в решетке из лазерных лучей. Эти лазеры «тикают» триллионы раз в секунду, заставляя атомы постоянно менять энергетические состояния. Измеряя их, ученые могут следить за ходом времени с огромной точностью.

Но стремлению к совершенству нет предела, и в данном случае физики добавили еще два слоя защиты — тепловую и от ЭМП. Сравнивая два экземпляра экспериментальных атомных часов, специалисты из NIST зафиксировали сразу три новых рекорда: по систематической неопределенности, стабильности и воспроизводимости, сообщает Phys.org.

Систематическая неопределенность измеряет то, насколько хорошо часы отражают естественные вибрации атомов внутри них. Ученые добились показателя 1,4 ошибок на квинтиллион (это 10 с 18-ю нулями).

Стабильность — это то, как частота часов меняется за определенный временной отрезок. Этот показатель оказался равен 3,2 в 10 в 19-й степени за день.

И, наконец, воспроизводимость, то есть то, насколько хорошо двое одинаковых часов синхронизируются, показала, в результате десяти проверок, что разница в частоте — менее одной квинтиллионной.

«Систематическая неопределенность, стабильность и воспроизводимость считаются «флэш-роялем производительности этих часов», — говорит Эндрю Ладлоу, руководитель проекта.

«Совпадение двух часов на таком непревзойденном уровне, которое мы называем воспроизводимостью, это, пожалуй, самый важный результат, потому что он требует и строится на основании двух других результатов», — поясняет ученый.

Поскольку гравитация воздействует на время, новый рекорд означает, что атомные часы могут измерять гравитацию точнее, чем когда бы то ни было.

Это позволит с точностью до 1 см рассчитать геоид — гравитационную форму Земли, а также обнаружить гравитационные волны — колебания пространства-времени, вызванные космическими катаклизмами. И даже помогут в поисках ускользающей от ученых темной материи.

По расчетам астрономов, гипотетические частицы темной материи аксионы сейчас несутся сквозь Вселенную в ураганном потоке со скоростью 500 км/с. Возможно, это явление позволит ученым понять, что собой представляет эта таинственная субстанция.