Сверхточные атомные часы заново измерят продолжительность секунды

Секунда – основная единица времени в существующей системе измерений. Ее продолжительность была измерена более 60 лет назад, и с тех пор данные практически не корректировали.

Но в ближайшие десятилетия все может измениться. Ученые планируют создать атомные оптические часы, которые полагаются на видимый свет. Они будут намного точнее, чем цезиевые часы золотого стандарта, сообщает Live Science.

Сотрудник Национального института стандартов и технологий в Боулдере (США) Джеффри Шерман отметил, что если цезиевые часы можно сравнить с палкой, отмеряющей целые метры, то атомные – с линейкой, обладающей миллиметровыми делениями.

Знание – сила:

Как наука помогает в повседневной жизни?

Текущая стандартная секунда была определена во время эксперимента 1957 года с изотопом цезия. Импульс определенной длины волны микроволновой энергии заставляет атомы цезия «возбуждаться» и выделять максимально возможное количество фотонов (единиц света).

Длина волны получила название естественной резонансной частоты цезия. Ученые подсчитали, что она заставляет атомы цезия «тикать» 9 192 631 770 раз в секунду. Этот показатель длины секунды и был привязан к продолжительности дня.

Оптические атомные часы измеряют колебания атомов под воздействием света в видимом диапазоне электромагнитного спектра. Атомы «тикают» гораздо быстрее изотопов цезия и теоретически могут представить значительно более точное определение секунды.

Ученые отметили, что пока проект таких часов существует только в теории. Но они уже рассматривают способы воплотить его в реальность.

Так, в качестве замены изотопов цезия предлагают стронций, иттербий и алюминий. Для создания часов необходимо приостановить, а затем охладить атомы почти до температуры абсолютного нуля. Одна часть системы будет освещать атомы пульсирующим светом видимого спектра, вторая – подсчитывать колебания.

Для успешного эксперимента предстоит решить ряд сложных технических задач. Например, точно добиться правильного оттенка светового луча и освоить так называемую фемтосекундную лазерную частотную гребенку для фиксации колебаний атомов.

Но результаты этого проекта помогут науке сделать огромный шаг вперед. По мнению экспертов, атомные часы смогут, помимо прочего, впервые зафиксировать загадочную темную материю и обнаружить оставшиеся от Большого взрыва гравитационные волны.

Ранее ученые заявили о необъяснимом ускорении вращения Земли. В ближайшие сто лет сутки на нашей планете впервые могут сократиться на одну секунду.