Ученые из Университета Бирмингема разработали новый подход к созданию квантовых часов, позволяющий не только уменьшать их размер, но и сделать их достаточно надежными для транспортировки.
Новое решение представляет собой «коробку» объемом около 120 л и весом 75 кг. В основе конструкции: камера сверхвысокого вакуума меньшего размера, чем любая из ранее использовавшихся в области квантового учета времени. Камеру можно использовать для улавливания атомов и их охлаждения почти до абсолютного нуля. Так они достигают состояния, в котором их можно использовать для прецизионных квантовых датчиков.
Физикам удалось захватить ~160 000 ультрахолодных атомов менее чем за секунду. Тестирование показало, что систему можно транспортировать на расстояние более 200 км. Кроме того, во время транспортировки система смогла выдержать повышение температуры на 8 °C выше комнатной.
Стабильность и точность оптических часов делают их критически важными для информационно-коммуникационных сетей будущего. Если удастся создать квантовую систему, которую можно использовать за пределами лаборатории, это будет еще одним шагом к созданию различных сверхточных решений — например, наземных навигационных сетях, соединенных через оптоволокно. Это должно уменьшить зависимость человечества от систем GPS, которые иногда дают сбои.
Переносные оптические часы не только улучшат геодезические измерения, но и позволят на ранних стадиях фиксировать геодинамические сигналы, указывающие на риски землетрясений или извержения вулканов.
