У Сінгапурі створили найточніший у світі годинник на лютеції

Фізики Національного університету Сінгапуру створили оптичний атомний годинник на іонах лютецію, який, за оцінкою розробників, є найточнішим у світі. Пристрій настільки стабільний, що втратив би одну секунду більш ніж за 260 мільярдів років, повідомляє Nature.

Новий годинник у чотири рази точніший за попередній рекордний пристрій, що працював на іонах кальцію. Результати роботи команди, яку очолив фізик Мюррей Барретт, опублікували в журналі Nature 23 вересня.

Як працює пристрій

Прилад використовує незмінну природну властивість іонів лютецію — частоту світла, за якої електрон переходить у збуджений енергетичний стан. Дослідники безперервно спостерігали за одним іоном, налаштовуючи лазер на частоту такого переходу. Коливання лазерного світла стали відліками часу.

Точність пристрою не лише розрахували, а й перевірили, порівнявши роботу двох годинників на лютеції. Їхні показники збіглися до 19-го знака, що команда назвала найточнішим порівнянням годинників, яке будь-коли проводили. За словами Барретта, розробка стала результатом понад десяти років роботи.

Переваги лютецію

За даними сінгапурської команди, лютецій менш чутливий до температурних коливань і змін магнітних полів, ніж деякі інші атоми, які застосовують в атомних годинниках, зокрема ітербій і стронцій. Такі чинники можуть зміщувати частоту переходу та впливати на точність вимірювань.

Фізик Національного університету Сінгапуру Кайл Арнольд зазначив, що для годинника потрібні лише доступні на ринку лазерні технології, а сам пристрій працює за кімнатної температури. Розробники також вважають конструкцію достатньо надійною для майбутньої мініатюризації та використання поза лабораторією.

Надточні годинники застосовують, зокрема, для супутникової навігації та пошуку темної матерії. Подальше підвищення їхньої точності може допомогти вимірювати зміни гравітаційного поля Землі й стати основою для нового визначення секунди.