Каждый раз, когда вы проверяете время на телефоне, совершаете онлайн-транзакцию или используете навигационное приложение, вы полагаетесь на точность атомных часов. Об этом сообщает phys.org.Эти часы поддерживают время, опираясь на ‘тики’ атомов, которые колеблются с постоянной частотой. Современные атомные часы работают, отслеживая атомы цезия, которые тикают более 10 миллиардов раз в секунду. Каждый из этих тиков точно отслеживается с помощью лазеров, которые колеблются в такт с микроволновыми частотами. Ученые разрабатывают атомные часы нового поколения, которые используют еще более быстро тикающие атомы, такие как иттербий. Эти атомы можно отслеживать с помощью лазеров на более высоких оптических частотах. Если их удастся стабилизировать, оптические атомные часы смогут отслеживать еще более мелкие интервалы времени, до 100 триллионов раз в секунду. Теперь физики из MIT нашли способ улучшить стабильность оптических атомных часов, снизив ‘квантовый шум’ — фундаментальное ограничение измерений из-за эффектов квантовой механики, которое затемняет чистые колебания атомов. Кроме того, команда обнаружила, что эффект лазера часов на атомы, ранее считавшийся нерелевантным, может быть использован для дальнейшей стабилизации лазера. Исследователи разработали метод, который позволяет использовать индуцированную лазером ‘глобальную фазу’ в атомах иттербия, и усилили этот эффект с помощью квантовой техники усиления. Новый подход удваивает точность оптического атомного часа, позволяя ему различать вдвое больше тиков в секунду по сравнению с таким же набором без нового метода. Более того, они предполагают, что точность метода должна постепенно увеличиваться с количеством атомов в атомных часах. Исследователи описывают метод, который они называют глобальной фазовой спектроскопией, в статье, опубликованной в журнале Nature. Они считают, что техника стабилизации часов может когда-нибудь позволить создать портативные оптические атомные часы, которые можно будет транспортировать в разные места для измерения различных явлений. ‘С помощью этих часов люди пытаются обнаружить темную материю и темную энергию, проверить, действительно ли существует только четыре фундаментальных силы, и даже увидеть, могут ли эти часы предсказать землетрясения’, — говорит автор исследования Владимир Вулетич, профессор физики в MIT. ‘Мы думаем, что наш метод может помочь сделать эти часы транспортабельными и применимыми там, где они нужны’.
Популярные категории