Все новости

Исследование: новые сверхточные атомные часы позволят измерять длину секунды точнее

Сообщается, что сопоставление показателей таких часов, расположенных на большом расстоянии друг от друга, также поможет рассчитать форму Земли с точностью до сантиметра

ЛОНДОН, 29 ноября. /ТАСС/. Пара атомных часов, точность которых может стать основой для нового исчисления продолжительности секунды, была создана учеными американского Национального института стандартов и технологий (National Institute of Standards and Technology, NIST). Об этом сообщил британский научный портал phys.org.

Сопоставление показателей таких часов, расположенных на большом расстоянии друг от друга, также поможет рассчитать геоид (форму Земли) с точностью до сантиметра, в то время как нынешние методы исчисления допускают погрешность в несколько сантиметров. Кроме того, часы позволят регистрировать гравитационные волны нашей Вселенной до Большого взрыва и лучше изучить природу темной материи.

Атомные часы представляют собой сверхточные приборы для измерения времени. Для того, чтобы отсчитывать временные промежутки, в таких часах используются атомы определенного вещества. Электроны атомов приводят в движение с помощью лазера, и они начинают колебаться с постоянной частотой. Исследователи из NIST в своей работе использовали атомы иттербия - редкоземельного металла, который применяется в высокотехнологичных отраслях, в том числе для изготовления лазеров и в ядерной медицине.

Ученые, как сообщается, достигли беспрецедентной точности трех важнейших параметров в атомных часах. Это систематическая погрешность (насколько точно лазер способен считывать частоту колебания атомов), стабильность (насколько редко изменяется частота колебания атомов) и воспроизводимость (насколько показатели атомных часов близки друг к другу).

"Систематическую погрешность, стабильность и воспроизводимость можно считать ключевыми показателями работы этих часов", - рассказал руководитель проекта Эндрю Ладлоу.

Создание часов на таком высоком технологическом уровне стало еще одним шагом к пересмотру определения секунды, сообщает портал. Использование атомов иттербия обеспечивает точность в 100 раз большую, чем атомы цезия - элемента, который сейчас является стандартным в атомных часах. Это достижение выполняет одну из главных задач международной "дорожной карты" по пересмотру и уточнению единиц измерения времени.

Пространство и время

Атомные часы уже сейчас используются для научных исследований. Специалисты Токийского университета во главе с профессором Хидэтоси Катори проводят уникальный эксперимент, чтобы проверить, идет ли время быстрее по мере удаления от земли. Для этого ученые используют атомные часы, расположенные на первом этаже и на смотровой площадке столичной телебашни Skytree на высоте 450 м.

Они исходят из Общей теории относительности Альберта Эйнштейна (1879-1955), согласной которой гравитация оказывает воздействие на ход времени. Если это теоретическое рассуждение верно, то атомные часы на высоте 450 м над Землей за один месяц должны убежать вперед на 130 наносекунд (одна наносекунда равняется одной миллиардной секунды) по сравнению с часами на нулевой отметке.

Измерения такого рода проводятся впервые, хотя ранее разница в ходе времени была подтверждена опытами с использованием аппаратуры, установленной на космических кораблях. В будущем группа профессора Катори намерена также разместить свои атомные часы на одном из спутников, чтобы продолжить эксперименты по проверке выводов Эйнштейна.