Создатели самых точных в мире часов получили $3 млн
В 2015 году физики впервые представили миру атомные часы, которые начнут запаздывать или спешить на одну секунду лишь через 15 млрд лет после их запуска. Это стало новым абсолютным рекордом точности. Спустя шесть лет исследователи Хидетоши Ятори и Цзюнь Йе получили за создание устройства премию по фундаментальной физике размером $3 млн. Изобретённую ими технологию можно применять и для увеличения точности GPS, и даже для поиска гравитационных волн.
Учёный Цзюнь Йе из Колорадского университета в Боулдере и его коллега из Токийского университета Хидетоши Катори работали над созданием сверхточных атомных часов независимо друг от друга, но представили технологию одновременно. Как говорится на сайте премии, изобретение позволяет проводить максимально точные измерения времени для изучения фундаментальных законов природы.
В созданных учёными часах счёт времени идёт с помощью изменения состояния атомов стронция. Чтобы вызывать эти переходы, первоначально использовали микроволновое излучение. Если применять излучение более высокой частоты, оптического диапазона, то точность счёта возрастёт. Но для максимальной точности нужно было ещё каким-то образом удерживать атомы в одной точке.
Так учёные изобрели «оптическую решетку», в которой атомы стронция как бы в ловушке удерживают лазерные лучи. Технология позволила увеличить точность часов в 100 000 раз по сравнению с микроволновым методом.
«Это как перемещающий луч из научной фантастки. Вы направляете такой луч в середину вакуумной камеры и удерживаете в ней атомы», — отметил Цзюнь Йе в беседе с порталом Space.com.
Часы с оптической решёткой получаются настолько точными, что спустя 15 млрд лет работы погрешность измерения не превысит 1 секунду. По оценкам учёных, возраст Вселенной не превышает 14 млрд лет, а Солнца — 5.
Технологию можно применять в разных областях и для решения разных задач, утверждают учёные. Например, новые атомные часы позволят значительно повысить точность GPS и других сетей спутниковой навигации. Также с их помощью можно настраивать навигацию в дальнем космосе.
Кроме того, технология позволит изучить некоторые проблемы теории относительности Эйнштейна. В частности, исследователи смогут использовать открытие Хидетоши Катори и Цзюнь Йе для более точного измерения гравитационного замедления времени и для обнаружения гравитационных волн.
Фото: Twitter / DARPA