29.11.2018
Редакция Naked Science

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, 14:15
Ольга Иванова

Ученые разработали анкету, которая поможет определить степень психопатии у домашних кошек. Тест можно пройти онлайн.

Вчера, 17:22
Василий Парфенов

Во время работы над проектом по изучению практических применений эффекта Казимира, которую ведут по заказу агентства DARPA, известного инженера Гарольда Уайта посетило озарение. Наблюдая за исследуемыми моделями, он обнаружил в них сходство с геометрией пузыря Алькубьерре — гипотетического метода сверхсветового движения за счет искривления пространства-времени. Так у Уайта родилась идея потенциально революционного эксперимента, в процессе которого может получиться прототип настоящего варп-двигателя.

Вчера, 13:55
Алиса Гаджиева

На окраине Еревана археологи изучают развалины последней крепости древнего государства.

3 декабря
Сергей Васильев

Биологи обнаружили, что обширные скопления пластика позволяют прибрежным животным осваивать открытое море, прежде для них недоступное, и распространяться по всем уголкам океана.

Вчера, 14:15
Ольга Иванова

Ученые разработали анкету, которая поможет определить степень психопатии у домашних кошек. Тест можно пройти онлайн.

5 декабря
Василий Парфенов

Вопрос активности венерианских вулканов занимает планетологов давно. Если они до сих пор извергаются или делали это недавно по геологическим меркам, то недра второй планеты от Солнца по-прежнему активны. Однако получить достоверные данные подтверждающие или опровергающие активность вулканов на Венере до сих пор не получалось. Зато недавно ученые получили еще одно пусть и косвенное, но вполне надежное свидетельство «бурной жизни» геологических формирований на «сестре Земли».

12 ноября
Мария Азарова

Кошки оказывались сбиты с толку, когда их человек, как им казалось, «телепортировался» в новое, неожиданное место. Однако они не реагировали таким же образом на чужих людей или других животных.

3 декабря
Сергей Васильев

Биологи обнаружили, что обширные скопления пластика позволяют прибрежным животным осваивать открытое море, прежде для них недоступное, и распространяться по всем уголкам океана.

25 ноября
НИУ ВШЭ

Мобильные ученые публикуются в индексируемых журналах в два раза чаще. К такому выводу пришли исследователи из НИУ ВШЭ.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: