Квантовая реальность © Generated by AI (DALL·E 3 by OpenAI) is licensed under Free for commercial use (OpenAI License) Ирина Соколова Опубликована сегодня в 6:25 На грани замерзания рождается точность: криогенная установка ломает ограничения традиционных атомных часов Новые атомные часы продвинули квантовую метрологию на следующий уровень — Алексей Морозов Учёные из Университета Торонто осуществили значимый технологический прорыв, создав оптические атомные часы, работающие при температурах, близких к абсолютному нулю. Их результат открывает путь к точности измерений, которая ещё недавно казалась недостижимой даже в высокоточных лабораториях. Благодаря охлаждению до 5 К атом стронция становится практически идеальным эталоном частоты, а лазер, стабилизированный на его переходах, получает невероятную устойчивость. На фоне стремительного развития квантовых сенсоров, навигационных систем и телекоммуникаций такие часы могут в буквальном смысле изменить правила игры. Кандидат физико-математических наук, исследователь квантовой метрологии Алексей Морозов отмечает, что область сверхточных измерений сегодня становится одним из ключевых направлений научного прогресса. Почему атомные часы считаются эталоном В основе любой системы отсчёта времени лежит событие, которое повторяется максимально стабильно. В кварцевых часах эту функцию выполняют механические колебания, в современных оптических — переходы электрона между энергетическими уровнями атома. В новых криогенных одноионных часах роль "тикания" выполняет один атом стронция, на который наводится лазерный луч. "Точные измерения времени и частоты лежат в основе всей нашей системы физических единиц", — отметил профессор Амар Вута. За последние десятилетия метрология прошла путь от микроволновых стандартов до лазеров видимого диапазона. Каждый шаг уменьшал разброс частоты, помогал лучше стабилизировать генераторы и делал возможными измерения с фантастической точностью — вплоть до 18 знаков после запятой. Это сопоставимо с возможностью измерить расстояние до Луны с точностью до миллионной доли миллиметра. Что мешало повышать точность дальше Даже изолированные атомы взаимодействуют с тепловым излучением окружающей аппаратуры — камер, зеркал, металлических элементов. Эти возмущения снижают стабильность переходов и вызывают частотный дрейф. "Нагрев разрушает стабильность атомного камертонного сигнала, и часы начинают дрейфовать", — пояснил Вута. Снижение температуры до криогенных значений почти полностью убирает этот фактор. Захваченный атом стронция при 5 К становится практически "неподвижным" с точки зрения тепловых колебаний, а значит может удерживать стабильную частоту существенно дольше. Сравнение способов стабилизации Source: https://www.newsinfo.ru/articles/na-grani-zamerzanija-1pt/950227/