Текущее местоположение:
Атомные оптические решеточные часы из стронция

Недавно команда оптических часов на основе стронция под руководством Национального центра службы времени Китайской академии наук добилась значительного прорыва в области исследований оптических решёточных часов. Разработанные командой оптические решёточные часы на атомах стронция повысили точность измерения времени до уровня погрешности в 1 секунду за 16 миллиардов лет. Проще говоря, для обычных часов один качок маятника означает 1 секунду, тогда как для быстро "бьющихся" атомов стронция 429 триллионов колебаний составляют 1 секунду. Оптические решёточные часы на атомах стронция, разработанные в этот раз, соответствуют требованиям к производительности для будущего изменения определения "секунды" с микроволновых атомных часов на оптические атомные часы, а также делают Китай второй после США страной, достигшей производительности оптических решёточных часов лучше 2×10⁻¹⁸.

Оптические решёточные часы — это сверхточное устройство измерения времени, основанное на принципах квантовой физики. Они используют частоты переходов между энергетическими уровнями (с частотами свыше 400 ТГц) лазерно-охлаждённых атомов (таких как стронций или иттербий) в оптической решётке в качестве временного эталона, их точность может достигать погрешности в пределах 1 секунды за десятки миллиардов лет. Механические часы полагаются на механические колебания баланса и спирали или заводной пружины (с погрешностью на уровне секунд в день), тогда как электронные часы используют колебания кварцевых кристаллов (с погрешностью около 10 секунд в месяц). Кроме того, оптические решёточные часы требуют сложных лабораторных условий (таких как лазерное охлаждение, вакуумные среды и т. д.), громоздки и в основном применяются в научно-исследовательских областях (таких как фундаментальные физические исследования, определение временных стандартов и т. д.). Традиционные часы имеют компактный дизайн и служат для повседневных нужд измерения времени.

Поскольку они используют потенциальную яму дипольной силы с периодом в половину длины волны, образованную стоячей световой волной в пространстве — оптическую решётку для улавливания холодных атомов, их называют оптическими решёточными часами. В отличие от них, ионные оптические часы работают на основе улавливания одного (или нескольких) холодных ионов в ионной ловушке.

Традиционные атомные часы работают в микроволновом диапазоне частот (около 10 ГГц), тогда как частота перехода оптических решёточных часов составляет порядка 100 000 ГГц. Выходная частота атомных часов представляет количество колебаний электромагнитного поля за 1 секунду, что можно сравнить с количеством мелких делений между крупными делениями на линейке. Поэтому причина, по которой оптические решёточные часы точнее, может быть понята как наличие у них более мелких делений и способность измерять время с большей точностью.
Предыдущая страница:Нет данных