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

Потепление океана оказалось угрозой для бактериального фотосинтеза Потепление океана оказалось угрозой для бактериального фотосинтеза

Вода теплее 28 градусов приведет к коллапсу популяций цианобактерий

N+1
Скорая помощь: травяные сборы от отеков, которые спасут лицо после вечеринки Скорая помощь: травяные сборы от отеков, которые спасут лицо после вечеринки

Что делать, если все лицо опухло, а под глазами отеки?

Cosmopolitan
Большое плавание Большое плавание

Экскурсия по «Планете Океан»

Weekend
Жить или выживать: география малых городов России Жить или выживать: география малых городов России

Какими разными бывают малые города и что у них общего

N+1
Что такое «сухой запой» и что не так с решением жить в трезвости Что такое «сухой запой» и что не так с решением жить в трезвости

Что такое «сухой запой», почему так происходит и как спастись

Maxim
Викрам Паралкар: Ночной театр. Отрывок из романа Викрам Паралкар: Ночной театр. Отрывок из романа

Первая глава романа Викрама Паралкара о рутине сельского хирурга в Индии

СНОБ
Смешно ли тебе, девица? Смешно ли тебе, девица?

Участницы проекта «Женский стендап на ТНТ» рассказали о своей работе

Cosmopolitan
Прощай, второй подбородок и носогубные складки! Экономим на уколах и подтяжке Прощай, второй подбородок и носогубные складки! Экономим на уколах и подтяжке

Что такое миофасциальный массаж лица и чем он полезен?

Cosmopolitan
Как спит Илон Маск и сколько отдыха нужно для здоровья и продуктивности Как спит Илон Маск и сколько отдыха нужно для здоровья и продуктивности

В чем секрет Илона Маска, может ли такой режим отдыха подойти обычному человеку

РБК
Зачем смотреть «Землю кочевников» Хлои Чжао — фильм об американском мифе Зачем смотреть «Землю кочевников» Хлои Чжао — фильм об американском мифе

«Земля кочевников» Хлои Чжао — лучший фильм любого года

РБК
Дегазация глубинных магм разогрела климат перед вымиранием динозавров Дегазация глубинных магм разогрела климат перед вымиранием динозавров

Выбросы углекислого газа из Деканских траппов запустили маастрихтское потепление

N+1
Hyundai Palisade. Запоздалая премьера Hyundai Palisade. Запоздалая премьера

Тест-драйв Hyundai Palisade

4x4 Club
Трагедия ошибок: как полиция помогает оппозиции, а либерал Гозман — властям Трагедия ошибок: как полиция помогает оппозиции, а либерал Гозман — властям

Российская полиция успешно пропиарила оппозиционный Форум муниципальных депутато

СНОБ
Российские химики создали новый тип аккумулятора, который заряжается в 10 раз быстрее литий-ионного Российские химики создали новый тип аккумулятора, который заряжается в 10 раз быстрее литий-ионного

Ученые создали более безопасные и быстро заряжающиеся аккумуляторы

Популярная механика
Как сделать пешие прогулки полезными для здоровья Как сделать пешие прогулки полезными для здоровья

Рассказываем, как разнообразить обычные прогулки

РБК
К черту диеты: 10 фильмов, которые научат правильно любить себя К черту диеты: 10 фильмов, которые научат правильно любить себя

Фильмы, которые покажут, как принимать себя и не выискивать в себе недостатки

Cosmopolitan
«Вызовите акушерку» и другие сериалы, основанные на реальных событиях «Вызовите акушерку» и другие сериалы, основанные на реальных событиях

5 сериалов, которые рассказывают истории непростых людей

Cosmopolitan
«Бабуля, садись!»: позволим детям взрослеть «Бабуля, садись!»: позволим детям взрослеть

Хотите, чтобы дети выросли успешными и счастливыми?

Psychologies
11 упражнений с резинкой: описания, видео и инструкции 11 упражнений с резинкой: описания, видео и инструкции

Лента-эспандер поможет расширить комплекс домашних упражнений

РБК
Константин Хабенский: «Смыслы спектакля не в сказанных героями словах. Они заложены между строк» Константин Хабенский: «Смыслы спектакля не в сказанных героями словах. Они заложены между строк»

Константин Хабенский – о спектакле «Ходжа Насреддин» Театра наций

Grazia
Гагарин. Космос — последняя мечта человечества Гагарин. Космос — последняя мечта человечества

К годовщине полета Юрия Гагарина: каким он был и о чем мечтал. Часть 1

Esquire
Делаем черную икру своими руками: веганский рецепт за 10 минут (к блинам — идеально) Делаем черную икру своими руками: веганский рецепт за 10 минут (к блинам — идеально)

На вкус и цвет эта веганская икра как настоящая!

Playboy
Почему беседу стоит прерывать раньше, чем мы привыкли: мнение ученых Почему беседу стоит прерывать раньше, чем мы привыкли: мнение ученых

Большинство участников любой беседы на самом деле хотят, чтобы диалог закончился

Популярная механика
10 самых опасных хобби в мире 10 самых опасных хобби в мире

Самые рискованные виды хобби, которые уносят десятки жизней каждый год

Популярная механика
10 театральных художников Серебряного века. Часть 1 10 театральных художников Серебряного века. Часть 1

Десять живописцев, которые были художниками-постановщиками. Часть 1

Культура.РФ
О чем говорит ваш сон? 5 способов найти ответ О чем говорит ваш сон? 5 способов найти ответ

Как разгадать загадки своих снов?

Psychologies
Убийство императора Коммода Убийство императора Коммода

Картина «Убийство императора Коммода» Фернана Пелеса

Дилетант
Знаменитые изменницы: Мадонна, Кристен и Ким — звезды, обманувшие своих мужчин Знаменитые изменницы: Мадонна, Кристен и Ким — звезды, обманувшие своих мужчин

10 историй о том, когда поводом для расставания стала женская неверность

Cosmopolitan
Отрывок из книги Киры Ярмыш, презентацию которой исключили из программы ярмарки Non/fiction Отрывок из книги Киры Ярмыш, презентацию которой исключили из программы ярмарки Non/fiction

Фрагмент из книги Киры Ярмыш «Невероятные происшествия в женской камере №3»

СНОБ
Новая мясная диета? Всё, что нужно знать о модном карниворе (и это не кето!) Новая мясная диета? Всё, что нужно знать о модном карниворе (и это не кето!)

Почему биохакеры помешались на животной диете?

Cosmopolitan
Открыть в приложении