Физики из Национального института стандартов и технологий (NIST) создали улучшенную версию своих экспериментальных часов на основе одного атома алюминия. Этим они добились точности – ошибка в секунду накопится у новинки лишь за 3,7 миллиарда лет. Новый хронометр-рекордсмен получил название Quantum Logic Clock, так как он заимствует механизм обработки и хранения данных у экспериментальных квантовых компьютеров.
Напомним, что в классических атомных часах два иона металлов находятся в электромагнитной ловушке на расстоянии нескольких микрометров друг от друга. При воздействии на них лазером, взаимодействие атомов позволяет выделять два состояния – условные 0 и 1. Колебания системы между этими состояниями, по сути, и есть отсчет времени. Один из таких атомов в ловушке при этом служит собственно "хранителем" времени (по нему и называют часы – "на основе алюминия", "на основе цезия" и так далее), а второй необходим для "снятия показаний".
Сейчас ученые NIST работают над пятью различными типами экспериментальных часов, за каждыми из которых закреплен атом "своего" вещества (в их числе иттербий). Часы следующего поколения должны привести к новым типам датчиков для изучения подземных природных ресурсов и фундаментальных исследований Земли. Другой возможный метод применения – сверхточная навигация (например, посадка самолета по GPS).
Есть еще один интересный момент – в самом определении понятия "секунда", принятом на Генеральной конференции по мерам и весам в 1967 году, фигурирует излучение атома цезия. Поэтому формально ни одни часы не могут быть признаны более точными, чем цезиевые. К ним, в частности, относятся и NIST-F1 – часы, по которым определяют стандарт времени в США. Ошибку в одну секунду NIST-F1 накапливают за 100 миллионов лет, в 37 раз быстрее, чем Quantum Logic Clock.
