Американские физики в 10 раз улучшили рекорд точности атомных часов

Насколько точным может быть время? Странный, казалось бы вопрос. Для подавляющего большинства рядовых обывателей достаточной точностью является плюс-минус 5 минут. А вот некоторые сверхточные приборы и механизмы требуют куда более высокой точности. Поэтому, не будет удивительным тот факт, что проведенная работа американских специалистов позволила на порядок улучшить точность атомных часов на основе иттербия. Это, например, даст возможность более точно управлять спутниками GPS и увеличить скорость систем спутниковой связи.

Атомные часы штука довольно сложная и совсем не похожая на обыкновенные часы в нашем понимании. Принцип работы атомных часов заключается в следующем – два иона, находящиеся в электромагнитной ловушке, находятся на расстоянии в несколько микрон друг от друга. Ученые облучают эти ионы лучом лазера, при взаимодействии с которым ионы могут принимать 2 состояния – ноль и единицу. Колебания между этими состояниями и есть отсчет времени. Такая  конструкция позволяет достичь высокой точности измерения времени — современные атомные часы начинают запаздывать или спешить на секунду лишь через миллиарды лет.

Но группе физиков, руководимой Эндрю Ладлоу из Национального института стандартов и технологий США в Боулдере показалось мало такой точности, и они решили сделать более точные часы на основе атомов иттербия, а не цезия, как это делалось до них. В результате работ ученым удалось заменить атомы цезия атомами иттербия, создав особую оптическую "клетку" из лучей лазера. Такая конструкция улучшила точность часов в 10 раз по сравнению с самыми точными цезиевыми атомными часами, и значительно снизила время их "запуска". Такая высокая точность стала возможна благодаря тому, что каждая "клетка"-ловушка содержит в себе десятки тысяч атомов, которые резонируют под действием лазерных импульсов с частотой 518 триллионов раз в секунду.