Интересные темы:

Гаджеты

Немного интересного:

Созданы двойные атомные часы, имеющие самую высокую точность и стабильность на сегодняшний день

24.05.2017 Hi-tech

Что возможно правильнее самых правильных ядерных часов? Само собой разумеется, двое ядерных часов в «одном флаконе». Как раз эту идею применяли ученые-физики из технологии и Национального института стандартов (National Institute of Standards and Technology, NIST) создавшие часы, имеющие два хронометрических элемента на базе атомов иттербия.

И эти часы имеют рекордный на сегодня показатель точности и стабильность, что разрешит при их помощи создавать диагностику значений базисных физических констант, поиски чёрной материи и другое.

«Создавая новые часы, мы устранили один из критических типов помех, что разрешило нам взять более сильный сигнал от хронометрических элементов» – говорит Эндрю Ладлоу (Andrew Ludlow), ученый-физик из NIST. Мы взяли значение стабильности в 1.5 квинтилионной (10?18) секунды, что ненамного лучше прошлого рекордного показателя стабильности часов, взятого нами пара лет назад. Но отечественные нынешние часы трудятся как минимум в 10 раз стремительнее, чем каждые прошлые.

Атомы стронция и иттербия, применяемые в оптических ядерных часах, колеблются с частотами, находящимися в оптическом диапазоне, что намного выше микроволновых частот, употребляющихся в простых ядерных часах. Облака этих атомов освещаются светом высокостабильного лазера, что заставляет атомы переходить из одного энергетического состояния в более высокое и напротив.

Второй лазер употребляется для определения частоты этих переходов и эта частота есть знаком хронометрического элемента. Конечно, каждая помеха либо неопределенность, затрагивающая данный «хрупкий» процесс, сбивает частоту и снижает точность хронометрирования.

В большинстве случаев оптические ядерные часы имеют так называемый «мертвый» временной отрезок, за который несколько атомов готовится к работе и производятся измерения частоты. Время сейчас отсчитываетсяпо прошлым показаниям часов, что не разрешает совершить его компенсацию и коррекцию. Данный эффект, наблюдавшийся в первый раз в 1990-х годах, до последнего времени ограничивал точность и стабильность ядерных оптических часов.

Новые часы имеют нулевое значение мертвого промежутка времени, почему они стали называться ZDT (zero dead time). Это было достигнуто методом применения двух хронометрических элементов, каковые трудятся поочередно. В любой из моментов времени один из элементов снабжает функцию хронометрирования часов, а второй элемент готовится к работе.

В первом хронометрическом элементе употребляется «ансамбль» из 5 тысяч атомов иттербия, а во втором – из 10 тысяч атомов, любой из которых пойман в узлах сетки из лазерного света, так называемой оптической решетки.

В полной мере конечно, что измерения времени и их коррекция производятся в новых часах вдвое стремительнее, нежели в произвольных вторых часах с одним хронометрическим элементом. Из-за отсутствия промежутка мертвого времени такие часы выходят на их рекордный уровень стабильности в 10 раз стремительнее, и сейчас точность этих часов ограничена точностью работы их «ядерной» совокупности, а не стабильностью лазера, как это было прежде.

Еще одним любопытным фактом есть то, что новые «двойные» ядерные часы сделаны достаточно компактными и данный аппарат может эксплуатироваться вне стен лабораторий. «В недалеком будущем мы сделаем часы еще более компактными, применяя одну неспециализированную вакуумную установку и более простые лазерные совокупности» – говорит Эндрю Ладлоу, – «И затем такие часы возможно будет кроме того отправлять в космос».

Случайные записи:

Ошибка снижала точность атомных часов на восемь порядков


Похожие статьи, которые вам понравятся:

Tags:  , , ,