Исследователи побили рекорд по точности часов, когда-либо созданных

Исследователи из Национального института стандартов и технологий создали часы, которые, по оценкам, на 41% точнее предыдущего лидера в области хронометрии. Часы фиксируют сверхточные временные интервалы, отслеживая микроскопические колебания иона алюминия, охлаждённого почти до абсолютного нуля, с точностью до 19 знаков после запятой. Кроме нового рекорда по точности, эти часы также демонстрируют стабильность, превышающую показатели других аналогичных устройств в 2,6 раза.

Эти рекордно точные часы стали результатом 20-летних исследований и глубокого понимания квантовой физики, поскольку даже малейшие внешние колебания могут повлиять на их ход. Такой уровень точности удалось обеспечить благодаря утолщенной алмазной подложке, использованной в корпусе устройства, а также нанесению золотого покрытия на внутренние электроды, что помогает стабилизировать электрические поля, отвечающие за точную работу механизма.

Ключевую роль в высокой надежности этих часов играет взаимодействие иона алюминия с заряженным атомом магния – так называемым "ионом-партнером". Он помогает более эффективно управлять алюминием с помощью лазеров, обеспечивая идеальный баланс между точностью и стабильностью. Лазерное излучение, использованное в эксперименте, поступало из соседней лаборатории, расположенной на расстоянии 3,6 км, которая славится своей исключительной точностью и стабильностью. В результате общее время, необходимое для получения достаточного объема данных, чтобы зафиксировать одну секунду с точностью до 19 знаков после запятой, сократилось с трех недель до всего полутора дней.

Эти часы не предназначены для повседневного измерения времени, как, например, наручные – они не подскажут, когда пора спать или вставать. Их задача – служить эталоном для настройки других часов, проведения научных экспериментов и изучения Вселенной. Точное определение продолжительности секунды имеет ключевое значение для физики.