Новые сверхточные атомные часы могут «почувствовать» гравитационные волны — Naked Science
29.11.2018
Редакция

Новые сверхточные атомные часы могут «почувствовать» гравитационные волны

Физики, работающие в Национальном институте стандартов и технологий США, создали рекордно точные атомные часы на основе атомов иттербия, захваченных в оптических решетках. Тем самым они надеются изучить некоторые самые таинственные феномены во Вселенной.

16pml015_ytterbium_clock_n_phillips_hr1
©Wikipedia

Экспериментальные атомные часы в Национальном институте стандартов и технологий США (NIST) поставили три новых рекорда. Теперь они функционируют достаточно точно, не только чтобы отслеживать время и навигацию, но и для регистрации слабых сигналов из ранней Вселенной, гравитационных волн и, возможно, даже темной материи. Статья о работе опубликована в журнале Nature.

 

Часы захватывают тысячу атомов иттербия в оптические решетки, созданные лазерными лучами. Атомы тикают, вибрируя или прыгая между двумя энергетическими уровнями. Физики из NIST добились рекордных показателей в трех важных значениях: систематическая неопределенность, стабильность и воспроизводимость.

 

Систематическая неопределенность показывает, насколько хорошо часы представляют естественные вибрации — или частоту — атомов. Исследователи из NIST обнаружили, что каждый из их приборов тикает со скоростью, соответствующей естественной частоте, с возможной погрешностью всего в 1,4 части из 1018 — около одной миллиардной от одной миллиардной.

 

Упрощенная экспериментальная схема / © NIST/Nature

 

Стабильность связана с тем, насколько частота часов меняется за определенный временной интервал. Это значение составило 3,2 части из 1019 (или 0,00000000000000000032) за день.

 

Воспроизводимость связана с тем, насколько точно два устройства тикают на одной и той же частоте. Было проведено сравнение 10 пар часов: разница составила менее одной миллиардной от одной миллиардной.

 

Согласно Общей теории относительности, атомные часы будут идти медленнее, то есть частота атомных вибраций замедлится, а при более сильной гравитации — она смещается в красную сторону электромагнитного спектра. Другими словами, время идет медленнее на меньшей высоте.

 

Несмотря на то что красное смещение плохо сказывается на отсчете времени этих часов, такая чувствительность может быть использована для тонкого измерения гравитации. Сверхчувствительные часы могут отследить гравитационное искажение пространства-времени точнее, чем когда-либо. Это можно применить для релятивистской геодезии, измеряющей гравитационную форму Земли, регистрации сигналов из ранней Вселенной — вроде гравитационных волн — и даже темной материи, о которой до сих пор почти ничего неизвестно.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Вчера, 14:34
Илья Ведмеденко

Осведомленный источник ТАСС сообщил, что опытный образец перспективного стратегического бомбардировщика нового поколения соберут к 2023 году. Ранее стало известно, что в России изготовили первый образец двигателя для нового самолета.

1 августа
Мария Азарова

Исследование микробиома кишечника, проведенное японскими и американскими учеными, предоставляет один из потенциальных ключей к долголетию и лечению бактериальных инфекций.

Вчера, 11:54
Александр Березин

Среди полностью привитых препаратом от центра «Вектор» процент заболевших Covid-19 слабо отличим от процента заболевших среди тех, кто не прошел вакцинацию. В то же время среди привитых другими вакцинами этот показатель в несколько раз ниже, чем среди непривитых.

1 августа
Мария Азарова

Исследование микробиома кишечника, проведенное японскими и американскими учеными, предоставляет один из потенциальных ключей к долголетию и лечению бактериальных инфекций.

28 июля
Мария Азарова

Член Северо-Западной организации Федерации космонавтики России Александр Хохлов рассказал о проблемах, сопровождающих модуль «Наука» на пути к МКС, и объяснил, почему на долгожданную стыковку будет всего одна попытка.

29 июля
Сергей Васильев

В Канаде обнаружили окаменелости, поразительно похожие на скелет морских губок и при этом на миллионы лет старше Кембрийского взрыва, когда появились современные типы животных.

25 июля
Александр Березин

До массовой термоядерной энергетики 20 лет — и всегда будет 20 лет. Это незатейливая шутка сама стала старой еще 20 лет назад. Общество расстраивается от того, что термояд все никак не могут вывести на промышленный уровень. И лишь Илон Маск считает, что термоядерный реактор вовсе не нужен. Внимательный анализ показывает, что он прав. Даже если все технические проблемы термоядерной энергетики чудесным образом разрешатся, у нее не будет шансов вытеснить конкурентов. Как так вышло, и что тогда спасет человечество от энергетического кризиса?

13 июля
Ольга Иванова

Международная команда ученых идентифицировала ДНК из почвы в грузинской пещере. Благодаря этому исследователям удалось восстановить геном человека возрастом 25 тысяч лет, не имея никаких скелетных останков.

8 июля
Василий Парфенов

Подросток из бельгийского города Остенде стал вторым самым юным обладателем высшего образования в обозримой истории. Он с отличием окончил курс физики в Антверпенском университете и теперь собирается защитить магистерскую степень, а затем и докторскую диссертацию в этой области. Цель у него простая и понятная: увеличение продолжительности жизни человека вплоть до полного бессмертия за счет замены частей тела и органов механическими или искусственными.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: