Исследователи из Китайского университета науки и технологий совершили крупный прорыв в технологии оптических часов. Они разработали оптические решётчатые часы на основе стронция, стабильность и погрешность которых превышают уровень 10−19. Это означает, что устройство будет отставать или спешить менее чем на одну секунду в течение примерно 30 миллиардов лет. Результаты исследования опубликованы в международном метрологическом журнале Metrologia в четверг.
Оптические часы считаются наиболее точными устройствами для измерения времени из доступных на сегодняшний день. Принцип их работы основан на измерении времени через частоту света, излучаемого при переходе электронов между энергетическими уровнями в атомах. В перспективе такая технология может напрямую способствовать переопределению секунды в Международной системе единиц.
Профессор университета Дай Ханнинг подчеркнул, что достижение выводит Китай в число мировых лидеров в разработке оптических часов. По его словам, открытие прокладывает путь к созданию портативных и спутниковых оптических часов. Технология закладывает надёжную основу для её применения в самых разных областях: от проверки фундаментальных законов физики до поддержки спутниковых навигационных систем следующего поколения и построения глобальной унифицированной сверхточной системы отсчёта времени.
Возможности оптических часов выходят далеко за рамки простого измерения времени. Они способны обеспечивать высокоточные эталоны для современных технологий — спутниковой навигации, телекоммуникаций и прецизионных измерений. Кроме того, устройства открывают новые экспериментальные возможности: с их помощью можно проверять принципы общей теории относительности, а также искать гравитационные волны и тёмную материю.
Достижение стабильности и неопределённости на уровне 10−19 открывает дорогу и к ряду прикладных задач. Например, такие часы позволяют проводить измерения гравитационного потенциала и высоты с точностью до миллиметра. Это пригодится для мониторинга деформации земной коры, отслеживания изменений уровня грунтовых вод и вулканической активности. Ещё одно перспективное направление — улучшение картирования геоида, что поможет эффективнее предотвращать стихийные бедствия и вести разведку природных ресурсов.
