Новое исследование приближает учёных к пересмотру того, как мы отсчитываем время.
После того, как учёные переопределили единицу массы – килограмм – в 2019, они приступили к пересмотру фундаментальной единицы времени – секунды. Сегодня сравнения между тремя атомными часами определило важный шаг на пути к этой цели.
В 1960 году секунда была определена атомными часами, сделанным на основе атома цезия, который поглощает и излучает свет с определённой частотой. Эта частота и определила длительность секунды. Но с тех пор произошло много улучшений в атомных часах. Улучшенные часы, называющиеся оптическими атомными часами, должны быть использованы для более точного измерения секунды.
Но сначала учёные должны быть уверены, что они полностью понимают, как функционируют новые часы. Для этого можно сравнить частоты испускания света из разных часов. Сегодня учёные из Boulder Atomic Clock Optical Network (BACON ) сделали такое сравнение, измерив соотношения частот трёх атомных часов, одни из которых были сделаны из атомов иттербия, другие – из атомов стронция, и третьи – из одного заряженного атома алюминия. В результате получилось наиболее точное сравнение часов с погрешностью в менее чем одну квадриллионную долю процента.
Так как все трое часов были в разных локациях – одни часы были удалены на 1.5 км от двух других – команда учёных сравнила часы, отправляя информацию через оптоволокно и через канал связи под открытым небом. Эта возможность сравнения удалённых атомных часов – шаг к созданию часовых сетей, которые можно использовать для точных измерений, таких как определение характеристик гравитации Земли и тестирование фундаментальной физики.