П рецизното времеизмерване преминава от атомните часовници към революцията, която представляват оптичните атомни часовници. През последните няколко години тези уреди отиват все по-далеч в точното измерване на времето, което могат да демонстрират. Сега нивото им е изключително високо, далеч над възможностите на обикновените атомни часовници.
Атомните часовници използват цезиеви атоми, охладени до температура, близка до абсолютната нула. Чрез измерване на резонансната честота на тези атоми часовникът може да поддържа ритъм. Най-съвременните атомни часовници не губят повече от една секунда за 300 милиона години. Учените обаче осъзнаха, че е възможно да се постигне нещо по-добро - с помощта на "мрежа от светлина", или технически оптична решетка, е възможно да се уловят и измерят десетки хиляди атоми.
New Record Set For World’s Most Precise Clockhttps://t.co/2mYwePA7Ih
— IFLScience (@IFLScience) July 3, 2024
В този случай решетката задържа 40 000 стронциеви атома само на част от градуса над абсолютната нула. Тиктакането на този часовник е преход между специфични енергийни нива за електроните в този атом. Използвайки това, изследователите успяват да измерят времето с неопределеност от 8,1 части на десета от милиардна част от милиарда.
Може да се запитате защо е полезно да има такава висока точност. Нима атомните часовници не са достатъчно точни за човечеството? Отговорът е "да" и "не". Удивителната точност на атомните часовници е помогнала в много различни аспекти на нашия живот. Един от тях, който се използва често, е GPS: ако на тяхно място застанат оптични часовници, точността ще се повиши поне 1000 пъти. Но това ще открие и нови начини за проверка на фундаменталната физика.
"Ще има много интересни открития, които ни очакват, ако стигнем до времената, които са чувствителни към много малката кривина на пространство-времето", заяви старшият автор професор Джун Йе пред IFLScience, когато беше обявено, че е спечелил наградата за пробив в областта на фундаменталната физика през 2022 г.
Една от възможностите е тези часовници да се използват за изучаване на общата теория на относителността. Атомните часовници, особено на GPS спътниците, вече изпитват това - но повишаването на точността ни позволява да проверим дали нашите предположения са правилни на по-строго ниво и може би да видим неща, които не сме виждали преди.
"Изследваме границите на науката за измерванията. Когато можете да измервате нещата с такова ниво на точност, започвате да виждате явления, за които досега сме могли само да теоретизираме", казва Йе в изявление.
"Този часовник е толкова прецизен, че може да открива малки ефекти, предсказани от теории като общата теория на относителността, дори в микроскопичен мащаб. Той разширява границите на възможното при измерването на времето", казва още Йе.
Прецизността може да не е революционна в картографското приложение на телефона ви, но тъй като човечеството продължава да изследва Слънчевата система, тя ще има голямо значение. Тя може да отвори вратата за пробив в областта на квантовите изчисления.
"Ако искаме да приземим космически кораб на Марс с точност до най-малката точка, ще ни трябват часовници, които са на порядъци по-точни от тези, които имаме днес в GPS. Този нов часовник е важна стъпка към осъществяването на тази цел", добавя Йе, който е от Националния институт по стандартизация и технологии и Университета на Колорадо в Боулдър.
Не пропускайте най-важните новини - последвайте ни в Google News Showcase
