Появились самые точные атомные часы в истории: как они работают и зачем нужны

Физики из Национального института стандартов и технологий США (NIST) создали атомные часы с рекордной точностью до 19 знаков после запятой.
Это на 40% точнее предыдущих рекордных установок и открывает путь к новым открытиям в физике элементарных частиц и квантовой логике.
В основе новых часов лежит ион алюминия, который демонстрирует исключительную стабильность, но трудно охлаждается и измеряется.
Учёные создали новую ионную ловушку с алмазным основанием и золотыми электродами для стабилизации иона алюминия.
Измерения частоты иона напрямую невозможны, поэтому в ловушку добавлен второй ион - магния, который охлаждает алюминий и служит «зондом».
Взаимодействие основано на квантово-логической спектроскопии, а стабильность усиливается с помощью высокостабильного лазера.
Увеличение времени удержания возбужденного состояния иона с 150 миллисекунд до одной секунды позволило сократить время одного цикла измерений с нескольких недель до полутора суток.
Новые часы могут проверять фундаментальные предположения современной физики и использоваться в разработке квантовой логики и оценке перспектив квантовых архитектур.