Самые точные часы в мире

Те, кто следит за новостями техники, уже давно в курсе появления новых точных часов в мире. В феврале 2010 года в Американском Национальном институте стандартов и технологий результатом долгих лет работы стали на сегодняшний день самые точные часы в мире. По сравнению с предыдущими точными часами на основе цезия NIST-F1, отстававшими на 1 сек. на 100 млн. лет, данные часы на основе алюминия отстают на 1 сек. в 3,7 миллиарда лет.

Необходимо отметить, что первые точные часы, созданные ранее в этом Институте, были в 5 раз точнее любого прибора для измерения времени на момент их создания.

Новинка уже названа Quantum Logic Clock (прародителем механизма обработки данных стал экспериментальный квантовый компьютер). Механизм работы двух атомов в часах прост: два иона металла, находящихся друг от друга в несколько микрометров, удерживаются электромагнитными волнами. Лазер воздействует на ионы, выделяя два неких состояния: 0 и 1. По данным колебаниям и отсчитывается время.

Один из атомов называется «хранителем» времени. От атома используемого металла, собственно, и идет название атомных часов «на основе алюминия» или, например, «на основе цезия» и т.п. Второй же атом служит для «снятия показаний».
Quantum Logic Clock делят время на меньшие интервалы, позволяя в будущем измерять время в 100 раз точнее.
С новыми часами планируется проверить законы физики и различные константы. В феврале 2010 года с атомными часами был проведен эксперимент для подтверждения «парадокса близнецов». Полная версия отчёта опыта опубликована в журнале Science.

«Возможность столь точно делать расчеты будет иметь фундаментальный эффект на наше восприятие законов физики, теорию относительности и космологию», - высказался Патрик Джиль - профессор Великобритании из Национальной физической лаборатории.

Профессор предположил, что с данными часами возможно усовершенствование системы GPS для обнаружения объекта с точностью до одного метра (а не до 10).

Такое высокоточное измерение времени может пригодиться, например, для синхронизации в системах глобального позиционирования, в телекоммуникационных сетях, беспроводных и межпланетных сообщениях. Что касается более "земных" приложений, то ртутные атомные часы могут найти применение в сфере безопасности или медицине.

Но эти измерения можно использовать ещё в одной области, которая очень интересует физиков: их давно занимает вопрос о том, изменяются ли фундаментальные константы со временем, и ответить на этот вопрос можно только с помощью высокоточных измерений.

Предыдущий рекорд точности был установлен в 2006 году. Исследователи из американского Национального института стандартов и технологий (National Institute of Standards and Technology) в Боулдере, штат Колорадо под руководстом Джима Бергквиста (Jim Bergquist) разработали новый вид часов, основанных на одном атоме ртути.

Точность их хода была в пять раз выше прежнего рекорда точности измерения времени, продержавшегося 50 лет (с 1967 года). Об открытии сообщает статья авторов в Physical Review Letters и пресс-релиз института.

Стабильность атомных часов, численно составляющая обратную величину от точности, достигает 10-9 секунд в сутки или одна секунда в три миллиона лет.

Работа американских ученых (вторые по точности часы в мире) дали в руки человека более точный хронометр, основанный на переходах между энергетическими уровнями иона ртути, удерживаемого в электромагнитной ловушке. При переходах генерируются кванты видимого диапазона спектра, которые позволяют измерять время в 5 раз точнее, чем микроволновое излучение цезия-133.

Расчеты показывают, что цезиевые часы могут отстать или убежать на 1 с за 70 миллионов лет непрерывной работы, тогда как ртутные – за 400 миллионов лет.

Кроме атомных часов, применение могут найти и наиболее точные оптические часы.

Светлана Иванова, Samogo.Net