Експерти з Національного інституту стандартів і технологій США створили найточніший атомний годинник у світі. Цей пристрій працює на іоні алюмінію і здатний вимірювати час з точністю до 19 знаків після коми.
Повідомляється, що сучасний оптичний годинник оцінюється за двома основними показниками: точності – наближеності до еталонного часу, та стабільності – тому, наскільки рівно йде відлік.
Американська новинка виявилася не тільки на 41% точнішою за попередній іонний годинник, а й у 2,6 разу стабільніша. Подібні результати були отримані протягом 20 років доробок та вдосконалення всіх компонентів – від лазерів до вакуумної камери.
Інформується, що ключовим елементом нового годинника став іон алюмінію, що володіє виключно стабільною частотою цокання.
Сказано: «Алюміній виявився навіть кращим за традиційний цезій, на якому заснований нинішній міжнародний еталон часу: він менше реагує на зовнішні фактори, на кшталт температури та магнітних полів».
Пояснюється, що використовувати алюміній виявилося непросто – його важко охолоджувати та змусити працювати з лазером.
Вчені додали другий іон – магнію, який простіше в управлінні та «допомагає» алюмінію: охолоджує його та передає дані про його стан. Подібна система називається квантовою логічною спектроскопією.
Говориться: «Магній та алюміній рухаються разом, і за допомогою магнію ми можемо зчитувати поведінку алюмінію – так і працює наша зв'язка» іонів».
Для того, щоб досягти такої точності, фахівцям довелося усунути безліч фізичних перешкод. Наприклад, іони злегка рухалися всередині пастки через мікроскопічний електричний дисбаланс, що знижувало точність. Проблему вирішили, переробивши покриття електродів та зміцнивши основу конструкції за допомогою алмазної пластини.
Вказується також, що ще однією несподіваною перешкодою став водень, що виділяється із сталі стінок вакуумної камери. Він стикався з іонами і заважав стабільній роботі годинника. Дослідники замінили сталь титаном, що знизило рівень водню в 150 разів. Тепер пастку можна використовувати кілька днів поспіль, а раніше її доводилося перезавантажувати кожні півгодини.
Резюмується: «Створювати такий годинник дуже цікаво. Ми працюємо на передовій фундаментальній фізиці».
Раніше китайці створили унікальний атомний годинник .
