DigitalArtSpace

Ученые из Массачусетского технологического института (MIT) представили новую методику, позволяющую повысить точность оптических атомных часов вдвое. Эти устройства имеют ключевое значение для работы систем GPS, проведения финансовых транзакций и осуществления передовых научных исследований. Полученные результаты не только улучшают возможности измерения времени, но и открывают перспективы для поиска тёмной материи, проверки фундаментальных физических принципов и даже прогнозирования землетрясений.

Современные атомные часы используют колебания атомов цезия, совершающие около 10 миллиардов колебаний в секунду. Оптические атомные часы, основанные на более быстрых колебаниях атомов иттрия, демонстрируют частоты в триллионы раз превышающие предыдущие, что позволяет отслеживать более незначительные отрезки времени и обеспечивать точность, увеличивающуюся в сотни раз.

Основным фактором, ограничивающим точность данных приборов, является квантовый шум, возникающий из-за физических явлений, искажающих чёткость измерения колебаний. Специалисты из MIT в своей работе использовали метод квантового запутывания и лазерно-индуцированной «глобальной фазы», что позволило не только снизить уровень шума, но и задействовать ранее не рассматриваемый эффект взаимодействия лазера с атомами.

Методика основана на возбуждении группы атомов иттрия в резонаторе с помощью лазера, что приводит к формированию коллективного квантового состояния. В процессе перехода атомов через энергетический уровень создаётся «глобальная фаза», которая хранит «информацию» о частоте лазера. Благодаря сочетанию с квантовым усилением сигнала это позволяет значительно улучшить стабильность и точность измерения времени.

Проведенные испытания продемонстрировали, что новая методика позволяет увеличить число распознаваемых импульсов в секунду вдвое, если сравнивать с общепринятой схемой. Точность повышается пропорционально количеству задействованных атомов, что открывает перспективы для разработки компактных и высокоточных часов.

Высокая точность имеет важное значение для углубления исследований тёмной материи, изучения гравитации и фундаментальных сил, и также способна содействовать созданию систем заблаговременного оповещения о природных катаклизмах.

Похожие статьи

Новый алгоритм Дарвина-Гёделя учит искусственный интеллект самостоятельно программировать.

В США производят эффективные процессоры: тайванские чипы TSMC возвращаются на родину для завершения производства.

В продаже — новая Lada Granta с увеличенным дорожным просветом

Новые модели Kia могут появиться на российском рынке.

Недорогой аналог Toyota Camry с пробегом более 2000 км завоевал популярность

Рамный внедорожник BAW 212 T01 с мощным двигателем: «Китайский УАЗ» с комфортом.