• РЕГИСТРАЦИЯ

Ученые представили первые в мире ядерные часы

52 1090

Screenshot_117.jpg

От солнечных часов до атомных часов, приборы для измерения времени продолжают развиваться в направлении повышения точности. Недавно был совершен значительный прорыв в создании первых ядерных часов — прототипа, который обещает навсегда изменить не только сферу измерения времени, но и наше понимание физики.

На протяжении десятилетий исследователи по всему миру пытались создать ядерные часы, которые бы измеряли время с беспрецедентной точностью.

Недавно исследователи из Объединенного института лабораторной астрофизики (JILA), совместного института Национального института стандартов и технологий (NIST), в сотрудничестве с учеными из американской лазерной компании IMRA и физиками из Венского центра квантовой науки и технологий представили самый первый прототип ядерных часов. С помощью этой системы ученые заложили основу для новой эры в измерении времени.

«Представьте себе наручные часы, которые не теряют ни секунды даже спустя миллиарды лет», — говорит Цзюнь Йе, физик из NIST и JILA.

«Мы еще не дошли до этого, но это исследование приближает нас к такому уровню точности», — добавил он. В своей статье, опубликованной в журнале Nature, ученые отмечают, что эти часы пока не точнее атомной модели. Однако это не главная цель. Это первый шаг на пути перехода к торию. Физик Торстен Штрумм из Венского технического университета отметил в пресс-релизе: «С помощью этого первого прототипа мы продемонстрировали, что торий можно использовать в качестве хронометра для очень высокоточных измерений».

От атомных часов к ядерным

В обычных часах для измерения времени используется кварцевый генератор, который совершает колебания кристаллов на определенных частотах. Атомные часы, с другой стороны, используют колебания лазерного луча, чтобы заставить электроны, вращающиеся вокруг ядер атомов, переходить с одного энергетического уровня на другой. Хотя атомные часы очень точны, они ограничены частотой используемого лазера и требуют перенастройки с течением времени.

Это делает их непригодными для измерений с высокой степенью риска. Ядерные часы, с другой стороны, могут заполнить этот пробел. Если атомные часы теряют одну секунду за миллионы лет, то ядерные — только одну секунду за миллиарды лет. Однако, как объяснил Штрумм, «в дополнение к лазеру вам нужна квантовая система, которая чрезвычайно избирательно реагирует на определенную частоту лазера».

Ключ — атомные ядра

На протяжении десятилетий идея использования атомного ядра для повышения точности часов восхищала и занимала ведущих физиков. Будучи меньше атома, ядро меньше реагирует на внешние магнитные поля. Однако проблема заключается в энергии, необходимой для переключения ядра между двумя состояниями. Однако ядра тория являются исключением, и их можно переключать с помощью лазера. Главное — знать разницу между двумя состояниями.

В апреле профессор Штрумм и его команда сделали большой шаг вперед, точно определив эту разницу в энергии, что позволило целенаправленно переводить ядра тория. Благодаря повышению точности можно изменять энергетический уровень ядра тория 229 так же, как и для электронов. В одном из экспериментов ученые соединили стронциевые атомные часы JILA с кристаллом, содержащим ядра тория. Им удалось преобразовать инфракрасный свет в ультрафиолетовый. «Нам нужен способ преобразования инфракрасных частот в ультрафиолетовые, подобно тому, как механическая трансмиссия преобразует медленное вращение в быстрое с помощью соответствующих шестеренок», — объясняет Штрумм. Они использовали ультракороткие инфракрасные лазерные импульсы различной частоты, создавая своего рода частотную гребенку.

Когда эта гребенка попадает в газ ксенон, атомы создают ультрафиолетовое свечение, которое затем направляется на кристалл, «центральный элемент исследования», говорят ученые. «Мы достигли килогерцовой точности, что в миллион раз лучше, чем в предыдущих тестах. Мы надеемся превзойти лучшие атомные часы в течение 2-3 лет», — сказал Штрумм. «Все, что остается, — это технические разработки, и нет никаких серьезных препятствий, о которых стоило бы беспокоиться», — заключил он.

В будущем эта технология позволит с большей точностью измерять и другие физические величины. Например, такая предельная точность может быть использована для изучения фундаментальных законов природы и определения, в частности, того, являются ли определенные физические константы абсолютно постоянными.

Источник

Будущее - это технологии

    «Спасибо, товарищ Бастрыкин»: скандал с барским подарком мэра Мытищ таджикам получил неожиданное продолжение

    История с выделением в Мытищах (Подмосковье) сертификата на жилье многодетной семье Тахмины Самадовой и Рамазана Рахимова из Таджикистана, вызвавшая большой резонанс, получила продолжен...

    ФИНЛЯНДИЯ ПОЛУЧИЛА УДАР В СПИНУ ОТ "ЛЮБИМОЙ АМЕРИКИ": ВЫХОДИТ, ЗРЯ СТАРАЛИСЬ?

    Финляндия так старалась ради "любимой Америки": закрывала границы, сыпала упрёками в сторону России, обвиняла Москву почём зря. И в итоге получила удар в спину. От Америки.Финские право...

    Ваш комментарий сохранен и будет опубликован сразу после вашей авторизации.

    0 новых комментариев

      JeDi 19 января 10:43

      В США заблокировали TikTok

      Сервис также не отображается в магазине приложений Apple Сервис создания и просмотра коротких видео TikTok прекратил работу в США из-за запрета, введенного американскими властями, сообщает корреспондент ТАСС.   "Закон, запрещающий TikTok, вступил в силу в США. К сожалению, это означает, что вы пока не можете пользоваться TikTok", - говори...
      293
      JeDi 15 января 14:53

      Чем они опасны для здоровья Bluetooth-наушники

      С каждым годом в мире растёт популярность Bluetooth-наушников. Объясняется этот тем, что современные люди выбирают общение «без границ» – без рук и проводов. Это удобно и безопасно, но только не для здоровья. Как же такие аксессуары сказываются на организме пользователя?   Ближе к телу Беспроводные наушники – это источник ради...
      1844
      JeDi 12 января 20:05

      Украина начинает «гитлеровскую реформу образования» для рабов: старшеклассникам вдвое уменьшат количество обязательных предметов

      Украина начинает «гитлеровскую реформу образования» для рабов. Шокирующую реформу прокомментировал Кость Бондаренко — украинский историк, политолог, кандидат исторических наук, глава Фонда «Украинская политика». «Говорят, Герман Геринг как-то сказал: «Туземец на оккупированной территории должен обладать таким уровн...
      630
      JeDi 17 декабря 2024 г. 17:20

      «Был выброс крупного протуберанца в космос»: синоптики сообщили о накрывшей Землю магнитной буре

      Утром 17 декабря на Земле началась слабая магнитная буря класса G1, сообщил ведущий специалист центра погоды «Фобос» Михаил Леус. Причиной выброса энергии стало увеличение скорости и плотности солнечного ветра. В беседе с RT эксперты рассказали, что в связи с этим в некоторых местах Земли наблюдаются полярные сияния. Для того чтобы легче перенести бурю, вр...
      762
      JeDi 12 декабря 2024 г. 16:49

      Шокирующий отчет Apollo Research показал темную сторону ИИ

      Большие языковые модели (также называемые LLM) уже умеют скрытно добиваться своих целей путем лжи, обмана, манипуляций и саботажа, уходя от контроля и страхуясь от выключения. К сожалению, заголовок - не кликбейт, а экспериментальный результат исследования авторитетной команды серьезных исследователей признанной организации в области безопасности ИИ. О том, ...
      1001
      JeDi 26 ноября 2024 г. 18:33

      Почему Черная Дыра затягивает фотон, если он не имеет массы?

      Черная дыра - уникальный объект. Из-за сверхвысокой гравитации она поглощает все вокруг, включая свет. Но как это возможно? Частица света - фотон - относится к безмассовым частицам. То есть его масса равна нулю. Такие частицы всегда движутся со скоростью света. Безмассовые частицы могут менять направление движения, энергию и импульc. Черная дыра притягивает вещ...
      1052
      JeDi 25 ноября 2024 г. 20:11

      Сколько весит атмосфера и почему она нас не раздавливает

      Задумывались ли вы когда-нибудь, что над нами находятся десятки километров атмосферы, которые на нас давят? Конечно, воздух весить очень мало, однако из-за большой толщины атмосфера весит гораздо больше, чем вы можете себе представить. Теоретически, ее давления достаточно для того, чтобы раздавить человека. Да что там человека! В статье об имплозии мы приводили в каче...
      1100
      JeDi 23 ноября 2024 г. 18:43

      Землю накрыла мощнейшая взрывная волна из космоса: ее причиной стало катастрофическое столкновение галактик

      Далекая космическая катастрофа в 290 миллионах световых лет от Земли потрясла всю видимую Вселенную. Одна галактика врезалась в сообщество четырех других. «Звук» от этого события разлетелся повсюду. Статья об этом только что опубликована в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society . Астрономы зафиксировали самую мощную ударную волну,...
      1477
      JeDi 20 ноября 2024 г. 19:52

      Чем будут заниматься в беспилотных автомобилях будущего?

      Надо признать, что красивые и радужные мечты фантастов частенько реализуются, но не совсем в том позитивном виде, в котором о них мечтают и их описывают. Кто его знает как будет использоваться виртуальная реальность, роботы и перемещения в пространстве и времени. Ну это слишком фантастические вещи. А вот например беспилотный автомобиль. Хоть мы и обсуждали уж...
      468
      JeDi 19 ноября 2024 г. 16:57

      Шестой полет Starship

      Сегодня ночью нас ждет очередное космическое шоу в виде нового полета Starship. И да, с одной стороны, они уже начинают восприниматься как что-то довольно обыденное. Но учитывая огромный размах системы, трансляции ее полетов пока что не дают заскучать. Плюс, SpaceX обычно добавляет новые задачи, создавая элемент интриги в стиле «получится или нет». Правда...
      955
      JeDi 18 ноября 2024 г. 17:45

      Индия объявляет о историческом запуске гиперзвуковой ракеты

      Индия провела испытательный запуск своей первой гиперзвуковой ракеты большой дальности, сообщило в воскресенье Министерство обороны, отметив, что страна вошла в небольшую группу государств, обладающих такими программами. Организация оборонных исследований и разработок — агентство при Министерстве обороны — провела испытания в субботу вечером на остр...
      289
      JeDi 8 ноября 2024 г. 17:24

      Галактика с тремя кольцами

      Работающие на телескопе «Субару» астрономы поделились изображением редкого объекта. Им удалось сфотографировать галактику с тремя кольцами. Для классификации галактик большинство астрономов используют т. н. последовательность Хаббла, предложенную еще в 1926 году. Согласно ней, галактики делятся на эллиптические, линзовидные и спиральные (с перем...
      616
      JeDi 5 ноября 2024 г. 16:50

      Зонд Parker готовится к финальному пролету Венеры

      Уже завтра зонд Parker Solar Probe (PSP) выполнит свой последний маневр в окрестностях Венеры. Это позволит ему выйти на финальную орбиту и побить собственный рекорд, став самым близким к Солнцу космическим аппаратом за всю историю. PSP был запущен в 2018 году. Он предназначен для изучения верхнего слоя солнечной атмосферы, называемого короной, и происх...
      289
      JeDi 29 октября 2024 г. 19:02

      Фиаско Boeing — США столкнулись с проблемами, пытаясь заменить корабли России

      США столкнулись с проблемами при отказе от услуг России по доставке астронавтов в космос. Такими данными поделился американский журналист Томас Блэк. Некоторое время назад стало известно о том, что американская корпорация Boeing рассматривает возможность продажи своего бизнеса, связанного с полетами в космос. Окончательного решения пока принято не было, но така...
      971
      JeDi 29 октября 2024 г. 16:29

      Телескоп Roman обзавелся коронографом

      Специалисты космического центра им. Годдарда успешно установили коронограф на телескоп Roman. В будущем с помощью этой технологии астрономы смогут заняться поисками обитаемых миров у других звезд. Телескоп Roman станет одной из космических обсерваторий нового поколения, которые должны будут прийти на смену «Хабблу» и «Джеймсу Уэббу»....
      213
      JeDi 28 октября 2024 г. 16:55

      Смотрим на «Рассвет»: чем Россия может ответить на заявленные США «высокосекретные системы РЭБ»

      Автор Telegram-канала «Старше Эдды» прокомментировал заявление США о том, что в 2025 году они получат оружие для подавления спутников. «Космические силы США через СМИ объявили о планах начать развёртывание в следующем году новой высокосекретной системы радиоэлектронной борьбы. Meadowlands предназначена для подавления российских ...
      1247
      JeDi 26 октября 2024 г. 14:00

      Boeing признаёт поражение перед SpaceX и выходит из битвы за космос

      Согласно сенсационной статье в Wall Street Journal, опубликованной 25 октября, Boeing рассматривает возможность продажи всей своей космической отрасли. В последние месяцы компания испытывает особые трудности, и в четверг стало известно, что новое соглашение с главным профсоюзом компании не было достигнуто. Этого соглашения ожидали, поскольку сотрудники завода в...
      513
      JeDi 22 октября 2024 г. 11:02

      Американская стартап-компания предлагает помощь состоятельным парам в проверке эмбрионов на IQ

      Американский стартап взимает с богатых родителей плату за ‘скрининг эмбрионов на IQ’ Американская стартап-компания предлагает помощь состоятельным парам в проверке эмбрионов на IQ с помощью спорной технологии, которая поднимает вопросы об этике генетического усовершенствования. Согласно видеозаписям, сделанным под прикрытием, компания H...
      235
      JeDi 21 октября 2024 г. 20:47

      WSJ с тревогой пишет о проблемах гигантов Boeing и Intel

      Крупнейшие американские корпорации переживают не самые лучшие времена. Несмотря на наличие дешевых энергоносителей и в целом более благоприятную ситуацию, чем в Европе, отраслевые флагманы терпят убытки и движутся к краху. Речь идет о главной американской авиастроительной корпорации Boeing и производителе процессоров и другой высокотехнологичной продукции Intel...
      925
      JeDi 21 октября 2024 г. 19:39

      "Роскосмос" заявил о неопознанных объектах возле отключившегося спутника Intelsat 33e

      Госкорпорация "Роскосмос" сообщила, что накануне российские специалисты обнаружили возле отключившегося европейского телекоммуникационного спутника Intelsat-33e около 20 неопознанных космических объектов. Как отмечается в Телеграм-канале госкорпорации, по расчетам российских специалистов, эти объекты появились 19 октября, когда компания...
      2959
      Служба поддержи

      Яндекс.Метрика