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 отыскали экстремально яркие события разрыва звезд сверхмассивными черными дырами Астрономы отыскали экстремально яркие события разрыва звезд сверхмассивными черными дырами

Астрономы описали класс рекордно ярких транзиентов

N+1
Дойти до вершины: как первая советская альпинистка Эльвира Шатаева отстояла право покорять горы без мужчин Дойти до вершины: как первая советская альпинистка Эльвира Шатаева отстояла право покорять горы без мужчин

Как Шатаева завоевывала горы и право подниматься на них для женщин

Forbes
Австралийцы отыскали новую популяцию вымирающих беличьих кускусов Австралийцы отыскали новую популяцию вымирающих беличьих кускусов

Экологи обнаружили в Косцюшко новую популяцию беличьих кускусов

N+1
«Хочешь есть — попей воды» и другие популярные фитнес-мифы о голоде и питании «Хочешь есть — попей воды» и другие популярные фитнес-мифы о голоде и питании

Как мифы о голоде и питании угрожают нашему здоровью?

Psychologies
Как сахар влияет на клеточное старение и разрушает коллаген: данные исследований Как сахар влияет на клеточное старение и разрушает коллаген: данные исследований

Почему сахар провоцирует воспаления клеток?

ТехИнсайдер
Ляйсан Утяшева, Юлия Барановская, Леди Гага — звезды, пережившие драму Ляйсан Утяшева, Юлия Барановская, Леди Гага — звезды, пережившие драму

Эти знаменитости улыбаются, хотя им пришлось пережить трагические ситуации

Cosmopolitan
Netflix, Spotify и публичные выступления: сколько стоят принц Гарри и Меган Маркл Netflix, Spotify и публичные выступления: сколько стоят принц Гарри и Меган Маркл

Как и из чего складывается доход принца Гарри и Меган Маркл

Forbes
Союз нерушимый Союз нерушимый

Семейные союзы в дизайне, архитектуре и искусстве

AD
Хуан Габриэль Васкес: Нетленный прах. Отрывок из романа Хуан Габриэль Васкес: Нетленный прах. Отрывок из романа

Отрывок из романа «Нетленный прах» Хуана Габриэля Васкеса

СНОБ
Сменить колею: что не так с транспортной политикой в России Сменить колею: что не так с транспортной политикой в России

Почему транспортная политика в России не работает

Forbes
«Вам об этом не рассказывали при покупке». Как автомобили следят за нами «Вам об этом не рассказывали при покупке». Как автомобили следят за нами

Какую информацию ваш автомобиль передает производителям и государству?

РБК
Как сельский учитель Дмитрий Давыдов за 11 дней снял фильм «Пугало» и стал звездой кинофестивалей Как сельский учитель Дмитрий Давыдов за 11 дней снял фильм «Пугало» и стал звездой кинофестивалей

Дмитрий Давыдов уверен — успех якутского кино кроется в характере его создателей

Forbes
Вот это мозг: 5 захватывающих книг о нейробиологии Вот это мозг: 5 захватывающих книг о нейробиологии

Подборка бестселлеров о работе самого загадочного органа

Популярная механика
Дома никого. Эстетика заброшенных особняков в объективе Томаса Джориона Дома никого. Эстетика заброшенных особняков в объективе Томаса Джориона

Фотограф Томас Джорион превратил свое мальчишеское увлечение в профессию

Seasons of life
5 мифов о маммопластике 5 мифов о маммопластике

Правда и мифы об увеличении груди

Cosmopolitan
К черту девушек с обложки! Пять героинь сериалов, в которых ты узнаешь себя К черту девушек с обложки! Пять героинь сериалов, в которых ты узнаешь себя

Мы вообще не обязаны всегда быть успешными, красивыми и правильными

Cosmopolitan
«Бизнес всегда хороший, если работать по 16 часов»: Олег Тиньков рассказал о миллиардерах будущего «Бизнес всегда хороший, если работать по 16 часов»: Олег Тиньков рассказал о миллиардерах будущего

Олег Тиньков рассказал, кого он видит в числе миллиардеров через 10 лет

Forbes
Параллельные миры Параллельные миры

Почему к моде принято относится со снисходительной улыбкой

Grazia
Играть не вредно: как компьютерные игры помогают учиться не только детям Играть не вредно: как компьютерные игры помогают учиться не только детям

Как использовать скрытый потенциал компьютерных игр?

Популярная механика
9 страшных грехов офисной переписки 9 страшных грехов офисной переписки

Что раздражает в рабочих письмах больше всего?

Psychologies
8½ шагов к своему настоящему «Я» 8½ шагов к своему настоящему «Я»

Самопознание – захватывающее путешествие

Psychologies
12 случаев, когда звезды ляпнули что-то не подумав 12 случаев, когда звезды ляпнули что-то не подумав

Чтобы лишиться контрактов иногда достаточно одного твита

Maxim
5 причин пересмотреть «50 оттенков серого» 5 причин пересмотреть «50 оттенков серого»

Пора вновь заглянуть в тайную комнату мистера Грея!

Cosmopolitan
Убийство императора Коммода Убийство императора Коммода

Картина «Убийство императора Коммода» Фернана Пелеса

Дилетант
Крах среди ясного неба Крах среди ясного неба

Игорь Гулин об «Июльском дожде» как прощании с оттепелью

Weekend
Скандинавский стиль Скандинавский стиль

Мадс Миккельсен — самый сексуальный мужчина Дании

Glamour
Правда ли, что Маяковский и Есенин ненавидели друг друга? Правда ли, что Маяковский и Есенин ненавидели друг друга?

Маяковский и Есенин в сознании оказались самыми ярыми антагонистами ХХ века

Культура.РФ
Что общего у вина и оперы? Разговор с певицей и винным экспертом Что общего у вина и оперы? Разговор с певицей и винным экспертом

Начать знакомство с миром вина и оперы — несложно и очень увлекательно

РБК
Полусинтетический организм с «лишней» парой оснований в ДНК Полусинтетический организм с «лишней» парой оснований в ДНК

Продукт генной инженерии способен к воспроизводству

Популярная механика
Невидимые угрозы: TORCH-инфекции Невидимые угрозы: TORCH-инфекции

Что такое TORCH-инфекции и чем они опасны для ребенка?

Здоровье
Открыть в приложении