Это помогло ограничить существование легкой темной материи

N+1Наука

Частоту атомных часов сравнили с рекордной точностью

Никита Козырев

BACON collaboration / Nature, 2021

Физикам удалось найти отношения частот оптических атомных часов на основе атомов алюминия, стронция и иттербия с относительной точностью в интервале между 6 × 10−18 и 8 × 10−18. Таким образом ученые впервые сравняли порядок ошибки при сравнении показаний двух оптических часов на разных атомах с точностью измерения времени на этих устройствах. Между двумя из использованных устройств, расположенных на расстоянии 1,5 километров, исследователи наладили оптическую связь по воздуху и использовали ее для сравнения частот часов, что тоже удалось сделать в первый раз. В будущем такая технология позволит, к примеру, устанавливать оптические часы на спутники и сверяться с ними на большом расстоянии. А накопленные данные исследователи использовали для того, чтобы наложить ограничения на существование легчайший частиц темной материи. Статья опубликована в журнале Nature.

Атомные часы — самый точный на настоящий момент способ измерения времени. Принцип их работы основан на том, что каждый атом может излучать и поглощать фотоны только с определенными частотами, которые являются резонансными для конкретного атома. Эти частоты практически не зависят от внешних факторов и определяются законами квантовой механики, ведь согласно ей атом — система с дискретными энергетическими уровнями со строго заданным положением, при переходе между которыми электрон и должен излучить или поглотить фотон определенной энергии, а значит и частоты. Так, с 1968 года эталон секунды определен как 9192631770 периодов излучения, соответствующего переходу между двумя уровнями сверхтонкой структуры атома цезия-133.

Основа самих атомных часов на цезии-133 — микроволновый резонатор, настроенный на используемую микроволновую частоту перехода в атоме. Такие устройства позволяют измерять время в секундах с точностью до 16 знаков после запятой, но их точность ограничена возможностью измерения и контролирования отклонений в десятки микрогерц в искомой резонансной частоте. Поэтому на смену микроволновым атомным часам пришли оптические: в них в качестве эталона используются такие переходы в атомах, которые приводят к возникновению фотонов с частотой в оптическом диапазоне. В таких часах резонансная частота иногда в 100 тысяч раз больше, чем у их микроволновых предшественников, что позволяет добиваться улучшения стабильности часов и уменьшения относительной статистической погрешности в определении времени в 100 раз, то есть до 10

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Астрономы впервые нашли пару из миллисекундного пульсара и обнаженной гелиевой звезды Астрономы впервые нашли пару из миллисекундного пульсара и обнаженной гелиевой звезды

Что приводит к возникновению систем с миллисекундными пульсарами?

N+1
Королева в cлезах: как устроен этикет скорби британской монархии Королева в cлезах: как устроен этикет скорби британской монархии

Как королева Виктория соблюдала траур 40 лет

Forbes
Исследование показало, что подростки, которые рано ложатся спать, обладают более острым мозгом Исследование показало, что подростки, которые рано ложатся спать, обладают более острым мозгом

Подростки, которые ложатся спать раньше, как правило, обладают более острым умом

Inc.
8 фильмов об Испании 8 фильмов об Испании

Мы собрали лучшие картины о фламенко, корриде и испанской истории и культуре

GQ
Любовь или зависимость? 7 признаков нездоровых отношений Любовь или зависимость? 7 признаков нездоровых отношений

Как отличить истинные чувства от зависимости, способной разрушать нас изнутри?

VOICE
Управляемое неудовлетворение и сложные переговоры с любителем астрологии. Как начинался Netflix (который чуть не стал NetPix) Управляемое неудовлетворение и сложные переговоры с любителем астрологии. Как начинался Netflix (который чуть не стал NetPix)

Отрывок из книги «That will never work» об истории Netflix

Inc.
Застенчивая невинная девушка: как принцесса Диана повлияла на знаменитых женщин Застенчивая невинная девушка: как принцесса Диана повлияла на знаменитых женщин

Мать Уильяма и Гарри вошла в историю как законодательница трендов

Cosmopolitan
Popovy sisters Popovy sisters

Эльфы-близнецы Екатерина и Елена Поповы делают невероятных кукол

Собака.ru
Стефано Канали, генеральный директор Canali Стефано Канали, генеральный директор Canali

Как мягкость и комфорт стали главными словами в моде

Esquire
Не царский сын? Не царский сын?

Рождение Павла Петровича вызвало много пересудов при дворе

Дилетант
Бодипозитив не заставляет нас переедать: мнение психолога Бодипозитив не заставляет нас переедать: мнение психолога

Влияние извне не заставит нас заедать проблемы, если мы умеем справляться с ними

Psychologies
Якутские коровы приспособились к холодам за счет древних генов и новой мутации Якутские коровы приспособились к холодам за счет древних генов и новой мутации

Как якутские коровы выживают в экстремальном климате?

N+1
Зумеры и здоровье: почему новое поколение полюбило превентивную медицину Зумеры и здоровье: почему новое поколение полюбило превентивную медицину

Как практичность и осознанность определяют отношение поколения Z к здоровью

СНОБ
Лучше меньше, да лучше Лучше меньше, да лучше

Аскетичное пространство, в котором живет архитектор Алексей Дунаев и его семья

AD
Как деньги стали мечтой Остапа Бендера Как деньги стали мечтой Остапа Бендера

Как кино, литература и театр могут стать ресурсом профессионального развития?

СНОБ
Золотая жила: зачем сооснователь Reddit запустил платформу для торговли спортивными карточками Золотая жила: зачем сооснователь Reddit запустил платформу для торговли спортивными карточками

Alt может стать золотой жилой в мире коллекционных объектов

Forbes
Что нашли археологи, вскрывшие Гроб Господень Что нашли археологи, вскрывшие Гроб Господень

Что обнаружилось под камнем, который не сдвигали с места четыре века?

Популярная механика
Актеры Юрий Колокольников и Агата Муцениеце — о сериале «Крюк», хоккее и Путине Актеры Юрий Колокольников и Агата Муцениеце — о сериале «Крюк», хоккее и Путине

Юрий Колокольников, Агата Муцениеце и продюсер Георгий Малков о сериале «Крюк»

СНОБ
Художница Нана Тотибадзе — о пирах из детства и героях своих работ Художница Нана Тотибадзе — о пирах из детства и героях своих работ

В работах Наны Тотибадзе звери проживают человеческие жизни

РБК
Как проявляется гендерное неравенство Как проявляется гендерное неравенство

Гендерное равноправие — то, без чего невозможно существовать в современном мире

GQ
Новые Медичи Новые Медичи

Глава Tod’s Диего Делла Валле выделил €25 млн на реставрацию римского Колизея

Forbes
Народные любимцы: звезды сериала «Сваты», которые ушли из жизни Народные любимцы: звезды сериала «Сваты», которые ушли из жизни

Актеры любимой комедии многих россиян, которые скончались

Cosmopolitan
Бактерии в офисе: где их больше всего? Бактерии в офисе: где их больше всего?

Разбираемся, где именно собирается больше всего бактерий в типичном офисе

CHIP
Калужский Фёдор — друг Шамиля Калужский Фёдор — друг Шамиля

3 марта исполняется 160 лет знаменитому Манифесту об отмене крепостного права

Дилетант
Ученые разработали вещество, позволяющее создавать намного более энергоемкие и долговечные батареи Ученые разработали вещество, позволяющее создавать намного более энергоемкие и долговечные батареи

Близка к воплощению мечта физиком об аккумуляторах с цельнометаллическим анодом

Популярная механика
Звезды под ударом: как воруют имена у знаменитостей Звезды под ударом: как воруют имена у знаменитостей

Фейковые рассылки и гивы, угоны аккаунтов... Как с этим бороться?

Forbes
В статусе «все сложно» В статусе «все сложно»

10 причин женского одиночества

Лиза
Факты о фильмах «Люди в черном», которые не стереть из памяти Факты о фильмах «Люди в черном», которые не стереть из памяти

«Люди в Чёрном» — первый комикс Marvel, экранизацию которого полюбили в России

Maxim
Большие амурские наводнения Большие амурские наводнения

Трижды за последние десять лет на Амуре происходили очень большие наводнения

Наука и жизнь
Почему мы критикуем себя и как это прекратить Почему мы критикуем себя и как это прекратить

Как отключить голос внутреннего критика?

Psychologies
Открыть в приложении