US Ads

понедельник

Атомные часы могут поддерживать время со Вселенной

В марте 2012 года пресс-служба Университета Нового Южного Уэльса (УНЮУ) в Сидней, Австралия, опубликовала материал о разработке новой системы хронометража. Исследованием руководил научный профессор Виктор Фламбаум (Victor Flambaum), являющийся главой теоретической физики в Школе физики УНЮУ, а его партнером стал доктор Владимир Дзюба (Dr Vladimir Dzuba) из этого же вуза.

Одновременно с этим, исследователи планировали опубликовать отчет в престижном американском журнале в области физики Physical Review Letters, издаваемом Американским физическим обществом. Этот отчет подготавливался совместно с несколькими американскими исследователями в Технологическом институте Джорджии и Университете Невады, оба в США.

Как пояснил в пресс-релизе профессор Фламбаум, австралийские исследователи предложили новую систему измерения времени, привязанную к орбите движения нейтрона вокруг атомного ядра. По его мнению, такая система хронометража может иметь беспрецедентную точность, при которой отклонение в обе стороны (прибавка или потеря) составляет всего 1/20 секунды за период времени в 14 миллиардов лет.


Обсерватория Гершель видит сквозь призрачные столбы Туманности Орла.
Общественное достояние. Кредит: NASA

Современные ученые, сторонники космической теории Большого Взрыва, оценивают возраст нашей вселенной в 14 миллиардов лет. По их мнению, именно столько лет прошло с момента начала расширения Вселенной до настоящего времени. Предложенная австралийскими учеными система измерения времени настолько точна, что за все время существования вселенной отклонение стрелок в часах составит не более плюс/минус одной двадцатой части одной секунды.

А в отчете, который был опубликован в журнале Physical Review Letters, Фламбаум и Дзюба сообщили, что их одно-ионные часы должны иметь точность до 19 знаков после запятой.

Сейчас наиболее точными часовыми механизмами являются атомные часы, которые используют не маятник или кварцевый генератор, а основаны на электромагнитном сигнале перехода электрона с одного энергетического уровня на другой в атоме. В 2010 году физики США сообщили, что они создали атомные (квантовые) часы, обладающие точностью в 1 секунду за 3 миллиарда лет. 

Современные ученые нуждаются в более точном хронометрировании, чтобы проверять фундаментальные физические теории на не имеющем прецедентов уровне точности, а также чтобы обеспечивать разработку и производство не имеющих себе равных  инструментов для прикладных исследований физики. 

Кроме этого, атомные часы с совершенной точностью широко используются в различных высокотехнологичных приложениях, начиная от GPS навигационных систем и передачи данных с высокой пропускной способностью, до тестирования фундаментальной физики и систем синхронизации в ускорителях заряженных частиц.

Как пояснил в пресс-релизе профессор Фламбаум, в настоящее время главная проблема упирается в существенные ограничения точности атомных часовых механизмов. Часовые системы следующего поколения должны обеспечивать проведение исследований с максимальной точностью измерений и для дальнейших разнообразных приложений. 

По словам Фламбаума, атомные часы используют орбитальные электроны атома как часовой маятник. Но австралийские ученые показали, что если с помощью лазеров ориентировать электроны очень специфическим образом, тогда в качестве часового маятника можно использовать орбиту нейтрона атомного ядра, производя так называемые ядерные часы с непревзойденной точностью.


Ссылки

Эта история составлена на основе материала, опубликованного пресс-службой Университета Нового Южного Уэльса. Материал мог быть изменен при переводе для содержания и длины текста. За информацией обращаться к первоисточнику.

Proposed Nuclear Clock May Keep Time With the Universe
http://www.science.unsw.edu.au/news/proposed-nuclear-clock-may-keep-time-universe

C. J. Campbell, A. G. Radnaev, A. Kuzmich, V. A. Dzuba, V. V. Flambaum, and A. Derevianko. Single-ion nuclear clock for metrology at the 19th decimal place. Physical Review Letters, 2012.

Ultra-Precise Quantum-Logic Clock Trumps Old Atomic Clock
http://www.wired.com/wiredscience/2010/02/quantum-logic-atomic-clock/


YouTube Видео

Название: Высокие технологии и атомные хранители времени
Канал: euronews (на русском)
Инфо: Видео репортаж о Национальном Центре электроники и микротехники в Невшателе (Швейцария), где проводится работа о миниатюризации атомных часов для последующего массового производства.