Вчені здійснили революційний прорив у вимірюванні часу за допомогою світла

Вчені вважають, що використання особливого типу атомів може значно підвищити точність атомного годинника. Своєю чергою це має потенціал значно вдосконалити системи GPS і забезпечити більш точні прогнози природних катастроф, таких як землетруси та виверження вулканів. Дослідження, опубліковане в журналі Nature Communications, розроблене командою, до якої входить Еліот Бор, правнук знаменитого фізика Нільса Бора, повідомляє Space.

Науковці пояснили: зараз секунда, як фундаментальна одиниця часу, визначається за мікрохвильовими коливаннями атома цезію. Сучасний атомний годинник, який використовує атоми стронцію, може досягати неймовірної точності, втрачаючи менш ніж одну секунду за 13,8 мільярда років. Проте існує потенціал для подальших поліпшень, зокрема через нагрівання атомів лазером, який використовується в атомному годиннику для зчитування їхніх коливань.

Фізики виявили, що за допомогою надвипромінювання можливо зчитувати колективний стан атомів із мінімальним нагріванням. Використання магнітооптичної пастки, що містить близько 300 мільйонів атомів стронцію у вакуумній камері, охолодженій до температури близько абсолютного нуля, дає змогу змінити традиційний підхід до вимірювання часу. Завдяки надвипромінюванню атоми випромінюють світло одночасно, зменшуючи потребу у лазері. Своєю чергою це забезпечує більш точні вимірювання часу і можливість створення більш компактного і портативного атомного годинника.

Такий годинник міг би забезпечити точніші прогнози геологічних подій за допомогою вимірювання мінімальних змін гравітації, відкриваючи нові можливості для своєчасного реагування на природні катастрофи.

Нагадаємо — нещодавно вчені з Єльського університету у США розробили новий експериментальний підхід для виявлення аксіонів, одного з кандидатів на роль темної матерії, які потенційно можуть перетворюватися на видиме світло. Цей прогрес у дослідженнях може допомогти розкрити одну з найбільших загадок Всесвіту.