Ученые разработали атомные часы на основе стронция, которые могут работать без ошибки 5 миллиардов лет и устанавливают новый рекорд точности и стабильности работы, говорится в статье, опубликованной в журнале Nature.

«У нас уже есть план еще больше усовершенствовать часы. В этом смысле даже эта новая статья в Nature представляет лишь промежуточный результат. Можно ждать новых прорывов в разработке часов в следующие 5–10 лет», — пояснил руководитель научной группы Чун Йе (Jun Ye) из Национального института стандартов и технологий США в Боулдере.

В современных атомных часах лазеры удерживают атомы на весу и замедляют их движение, так что они охлаждаются до температуры, близкой к абсолютному нулю. Также излучение лазеров заставляет электроны атомов переходить между энергетическими уровнями. В основе работы часов лежит регистрация этих переходов, их точность зависит от того, насколько точно удается измерить частоту переходов.

Второе ключевое качество атомных часов — стабильность. Она определяется тем, насколько совпадают промежутки времени между самими переходами. Стабильность, в частности, определяет, как долго нужно работать часам, чтобы достичь нужной точности. В этом отношении новые часы сравнимы с атомными часами на основе иттербия, которые физики из Национального института стандартов и технологий США сделали в прошлом году. Для них, как и для стронциевых часов, это время составляет лишь несколько секунд.

В новых часах несколько тысяч атомов стронция удерживает колонна, состоящая из сотни слоев оптических «ловушек». Под действием света красного лазера электроны «перескакивают» между энергетическими уровнями с частотой 430 триллионов раз в секунду.

Ученые ожидают, что

атомные часы нового поколения будут использованы для разработки технологий, позволяющих намного точнее измерять силу притяжения и температуру, чем это возможно сейчас.