Ученые создали самые точные атомные часы, которые помогут нам понять некоторые аспекты "работы" Вселенной

Ученые создали самые точные атомные часы, которые помогут нам понять некоторые аспекты "работы" Вселенной

Фото к новости

Ученые создали самые точные атомные часы, которые помогут нам понять некоторые аспекты "работы" ВселеннойУченые создали самые точные атомные часы, которые помогут нам понять некоторые аспекты "работы" Вселенной

Группа исследователей из американского Национального института Стандартов и Технологий (National Institute of Standards and Technology, NIST), возглавляемая Сарой Кэмпбелл (Sara Campbell), используя в своих интересах особенности и странности квантовой механики, создала новые атомные часы, которые являются самыми точными часами на сегодняшний день. В этих часах используется колебание атомов в трех измерениях, вызванное воздействием света лазера, а сами атомы расположены в упорядоченном трехмерном пространстве ловушки, структура которой напоминает модульный книжный шкаф. Появление новых часов позволит ученым провести некоторые ошеломляющие эксперименты и найти ответы на вопросы, касающиеся некоторых аспектов "работы" Вселенной.Практически все атомные часы представляют собой группу атомов, цезия-133 обычно, которые колеблются особым образом под воздействием энергии падающего на них излучения. Энергия поглощенного фотона этого излучения переводит электроны атомов часов в более высокоэнергетическое состояние, через непродолжительный, но строго определенный промежуток времени электрон возвращается в исходное состояние, а излишек энергии выделяется в виде фотона излучаемого атомом света. Промежуток времени между поглощением фотона и излучением вторичного фотона как раз и является одним "тиком" атомных часов.В первых вариантах атомных часов накачка атомов энергией производилась при помощи микроволнового электромагнитного излучения. Сейчас же ученые используют для этих целей лазерный свет видимого диапазона, параметрами которого можно управлять с большей легкостью и который обеспечивает более точный "ход" атомных часов. И, чем больше атомов заключено в ловушке атомных часов, тем более четкие сигналы ловят чувствительные датчики, обеспечивая более высокую точность отсчета промежутков времени.Кроме этого, в более старых вариантах атомных часов использовались "энергетические" колебания атомов, которые происходили в одном измерении, в одной плоскости и в одном направлении. Но в часах, созданных учеными из NIST, используется более сложный вариант, их датчики регистрируют колебания атомов во всех трех пространственных измерениях, что позволяет увеличить соотношение сигнал/шум. В качестве рабочего тела новых атомных часов выступает разреженный "газ" из атомов стронция, охлажденный до температуры в -273 градуса Цельсия. Плотность этого газа составляет 10 триллионов атомов на кубический сантиметр, для справки, в предыдущем экспериментальном варианте этих часов плотность газа составляла 10 миллиардов атомов на кубический сантиметр.Достаточно малая плотность атомарного газа обеспечивает крайне малый уровень взаимодействия между отдельными соседними атомами. В результате этого точность хода этих часов определяется числом с 19 знаками после запятой. К сожалению, используемые в часах квантово-механические эффекты могут сохраняться сейчас в стабильном состоянии на протяжении всего 10 секунд, но в течение этих секунд новые атомные часы обеспечивают самую высокую точность отсчета времени.Несмотря на столь короткий период работы, новые часы могут быть использованы для проведения исследований в таких областях физики, в которые "еще никогда не ступала нога человека". Вполне возможно, что новые часы позволят ученым обнаружить темную материю, атомы этих часов будут использоваться в качестве датчиков, а их частота вибрации будет меняться всякий раз, когда мимо будет двигаться частица или скопление частиц загадочной темной материи. Кроме этого, атомы новых часов смогут стать детекторами гравитационных волн, заменив собой многокилометровые туннели, через которые проходят лучи лазерного света.К сожалению, сейчас не имеется ни одного способа проверки точности хода новых атомных часов, ведь ошибка, которую можно будет зарегистрировать любым из доступных методов, может накопиться только за время, сопоставимое со временем существования Вселенной. Единственные проверки были выполнены специалистами из Европейской лаборатории нелинейной спектроскопии (European Laboratory for Non-Linear Spectroscopy), которые подтвердили идентичность отсчитываемых часами промежутков времени.А ученые из NIST продолжат работать над конструкцией часов, стараясь добиться того, чтобы состояние квантовой системы охлажденного атомарного газа не разваливалось после десяти секунд, а сохранялось на протяжении более длительных промежутков времени.

Лента новостей Hi-Tech

Комментариев: 0

Новости часа

«Небо - мрія пілота»

«Небо - мрія пілота»

28 серпня 2015 року в Кіровоградському обласному художньому музеї розгорнуто експозицію «Небо – мрія пілота», присвячену Дню авіації України. Це свято традиційно відзначаэться в Україні в... Подробнее »

33 лучших футболиста Украины по версии газеты "КОМАНДА"

33 лучших футболиста Украины по версии газеты "КОМАНДА"

Газета КОМАНДА по традиции, которая длится уже 17 лет, подвела итоги уходящего года и назвала список 33-х лучших футболистов Украины... Вратари 1. Андрей ПЯТОВ (Шахтер) 2. Денис БОЙКО (Днепр) 3.... Подробнее »

У Тернополі відбудеться мистецьке дійство «Три молитви Митрополита»

У Тернополі відбудеться мистецьке дійство «Три молитви Митрополита»

22 листопада о 17 год. в концертному залі Українського Дому «Перемога» відбудеться мистецьке дійство «Три молитви Митрополита». Захід приурочений 150-річниці з Дня народження Владики Кир Андрея... Подробнее »

Здоровье

Hi-Tech

Общество

Авто новости

Мото новости

Фото

Обзоры и статьи

Наращивание ресниц в домашних условиях

Наращивание ресниц в домашних условиях

Красивые женские глаза привлекают много мужского внимания, от них невозможно оторвать взгляд, они манят и соблазняют. Ничто так не подчеркивает красоту глаз, как их обрамление – ресницы. Томные... Подробнее »

Как построить карьеру визажиста

Как построить карьеру визажиста

Сегодня многие девушки хотят связать свою деятельность со сферой дизайна и моды. В таких случаях отличным вариантом может стать профессия визажиста. Это специалисты по созданию художественных... Подробнее »

Современное ювелирное оборудование мультиназначения

Современное ювелирное оборудование мультиназначения

Вместе с повышением уровня жизни и развитием технологий повышаются требования к производству ювелирных изделий. Купить на свадьбу обычное золотое кольцо сегодня уже не достаточно. Так,... Подробнее »