Оптические решетчатые часы — новая разработка европейских инженеров

0
122

Европейские инженеры разработали новый механизм, получивший название «оптических решётчатых часов» В своей новой работе команда исследователей из Парижской обсерватории представила доказательства, что созданные ими так называемые часы оптической решетки, которые используют стронций вместо цезия, являются в три раза точнее, чем традиционные атомные часы.


Древние египтяне, вавилоняне, греки и практически любая другая цивилизация на Земле делила день на разные отрезки времени. Однако секунда не появлялась среди существующих методов измерения времени до середины 1500-х годов, а формально определена наукой была и вовсе лишь в 19 веке. И даже тогда это было достаточно «вольное» определение, основанное на вращении Земли вокруг Солнца, и стала более точной лишь когда мы разработали устройства для измерения гораздо более малых отрезков времени.


И лишь изобретение атомных часов, использующих вибрации атомов цезия, позволили нам определить секунду с такой точностью, что эти часы теряют одну секунду лишь раз в 30 миллионов лет. Однако и это еще не предел. Новые оптические часы отодвигают его ещё дальше, к 300 миллионам лет — благодаря использованию иного объекта, который «вибрирует» ещё быстрее.


«В наших часах мы используем лазерные лучи», — рассказывает соавтор исследования доктор Джером Лодвик из Парижской Обсерватории. «Лазерные лучи осциллируют гораздо быстрее, чем микроволновое излучение, и благодаря этому мы можем разделить время на гораздо более малые интервалы – и соответственно, измерить его намного точнее».
С определением точного времени каждый из нас сталкивается ежедневно. Современные устройства, которые используют секунду как стандарт для определения времени, достаточно точны. Стабильность атомных часов, в которых учитывается эффект релятивистского замедления времени, обычно лежит в пределах 10 в −16 степени и является наилучшей среди всех существующих на сегодня типов часов. Большинство думает, что в настоящее время человечество имеет надежное определение секунды, но это далеко не так.


В научном журнале Nature Communications появилась важная статья, посвященная альтернативному методу определения секунды, который снижает погрешность и может установить новый стандарт секунды.


Обычные напольные часы для работы используют колебания маятника, в то время как атомные часы используют более надежные колебания – осцилляции атомов цезия. Напомним, что 1 секунде соответствует 9192631770 таких колебаний. Период этих колебаний замедляется и является более точным, если атомы цезия охлаждены, поэтому в современных атомных часах они охлаждаются почти до абсолютного нуля с помощью микроволнового лазера.


В своей новой работе команда исследователей из Парижской обсерватории представила доказательства, что созданные ими так называемые часы оптической решетки, которые используют стронций вместо цезия, являются в три раза точнее, чем традиционные атомные часы.


Погрешность современных атомных часов в среднем составляет 1 секунду в течение каждых 100 миллионов лет. Ученые утверждают, что новые часы оптической решетки отличаются погрешностью не более 1 секунды в течение каждых 300 миллионов лет. Другими словами, если бы данные часы были запущены в момент Большого взрыва – 13,7 миллиарда лет назад, то в настоящее время их погрешность составила бы всего 45,67 секунды. Более того, при сравнении двух одинаковых оптических часов ученые получили полную синхронность, что свидетельствует не только о сохранении точного времени в течение долгого периода времени, но и чрезвычайно точного подсчета продолжительности каждой секунды.


Насколько значимыми могут быть изменения? Атомные часы устанавливают несущую частоту для многих радиостанций, а их точность позволяет спутникам системы глобального позиционирования распознавать крошечные различия в определении точного количества времени к моменту поступления сигнала.


Ультранадежные стандарты времени становятся все более необходимыми, так как ученые уже начинают запускать пучки квантовых частиц сквозь Землю в надежде собрать данные на обоих концах. Точность необходима, если в будущем ученые хотят измерить так называемые «телепортации» информации. Это особенно важно для координации спутников, роверов и отправленных на другие планеты астронавтов. Более точными, чем новые атомные часы оптической решетки являются только часы, которые используют ионы. Правда, их намного тяжелее стандартизировать.

 

Источник — www.mk.ru

 

марка бренддом набережные челнышри ланкуBinary Options Brokers

ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ

Please enter your comment!
Please enter your name here