Общество
Физики из России создадут точнейшие атомные часы
© Sputnik/Сергей Пятаков
Тема: Общество

Физики из России создадут точнейшие атомные часы

Ученые из Сибири разработали сверхстабильный лазер для атомных часов, который позволит российским физикам создать устройства для измерения времени, не уступающие в точности западным аналогам, говорится в статье, опубликованной в Journal of Physics: Conf. Series.

Как правило, в атомных часах два иона находятся в электромагнитной «ловушке« на расстоянии нескольких микрометров друг от друга. Ученые «стреляют» по ионам из лазера, и взаимодействие атомов позволяет выделять два состояния — условные ноль и единицу. Колебания между этими состояниями и есть отсчет времени. Подобные конструкции позволяют достичь невероятной точности измерения времени — современные атомные часы начинают отставать или спешить на секунду лишь через миллиарды лет.

Для их работы нужны достаточно точные «обычные» часы, а также сверхстабильный источник лазерного излучения. Они необходимы для того, чтобы испускать лазерные вспышки через четко отмеренные промежутки времени и определять момент, когда ион поглощает лазерный импульс, а затем повторно испускает его. Предел точности самых «продвинутых» атомных часов сегодня задается именно тем, что «чистоту» и качество лазерных импульсов крайне сложно повышать.

Российским ученым удалось улучшить качество лазерных пучков и точность его работы, привязав частоту импульсов лазера к так называемым «запрещенным переходам»  — набору особых энергетических уровней в атомах, куда их электроны попадают крайне редко при поглощении или излучении ими энергии. Как обнаружили сибирские физики, атомы магния и ряда редкоземельных металлов можно заставить осуществлять такие переходы, если поместить их в источник слабого магнитного поля.

Так как эти переходы происходят при очень специфических условиях, частота излучения лазера, привязанная к ним, будет очень стабильной и предсказуемой при сверхнизких температурах, близких к абсолютному нулю. На текущий момент методика российских ученых позволяет достичь погрешности измерений в 10 в минус 16 степени, однако в будущем ее можно будет улучшить на два порядка, используя экспериментальные методики измерения спектра лазерных лучей.

Источник: www.ria.ru