Физики NIST создали «двойные» атомные часы, которые являются самыми точными и стабильными на сегодняшний день⁠⁠

Точнее самых точных атомных часов могут быть только… парочка таких часов, выполненных как единое устройство. Видимо, этим бесхитростным умозаключением руководствовались ученые-физики из Национального института стандартов и технологии (NIST) создавшие часы, имеющие два хронометрических элемента на основе атомов иттербия. Эти часы обладают рекордной на сегодняшний день точностью и стабильностью, благодаря чему идеально подходят для проверки значений базовых физических констант, поисков темной материи и других подобных операций.

Как утверждается, часы характеризуются погрешностью до 1,5 квинтиллионной (10−18) доли секунды. Добиться этого удалось благодаря устранению одного из критических типов помех, что в итоге обеспечило более сильный сигнал от хронометрических элементов

«И хотя ненамного лучше предыдущего рекорда точности, полученного нами несколько лет назад, в этот раз для улучшения нам понадобилось вдесятеро меньше времени, чем в прошлый раз», – рассказывает Эндрю Ладлоу, ученый-физик из NIST.

Обычно оптические атомные часы имеют так называемый «мертвый» промежуток времени, в течение которого группа атомов подготавливается к работе и производятся измерения частоты. Время в этот момент продолжает отсчитываться по предыдущим показаниям часов, что не позволяет провести его коррекцию и компенсацию. Этот эффект, наблюдавшийся впервые в 1990-х годах, до последнего времени ограничивал стабильность и точность атомных оптических часов.

Новые часы имеют нулевое значение мертвого промежутка времени, из-за чего они получили название ZDT (zero dead time). Это было достигнуто путем использования двух хронометрических элементов, которые работают поочередно. В любой из моментов времени один из элементов обеспечивает функцию хронометрирования часов, а второй элемент подготавливается к работе. В первом хронометрическом элементе используется «ансамбль» из 5 тысяч атомов иттербия, а во втором — из 10 тысяч атомов, каждый из которых пойман в узлах сетки из лазерного света, так называемой оптической решетки.

Еще одним интересным фактом является то, что новые «двойные» атомные часы сделаны достаточно компактными и этот аппарат может эксплуатироваться вне стен лабораторий.

«В скором времени мы сделаем часы еще более компактными, используя одну общую вакуумную установку и более простые лазерные системы» — рассказывает Эндрю Ладлоу, — «И после этого такие часы можно будет даже отправлять в космос».

Источник: тыц