Ученые из Китайского университета науки и технологий (USTC) создали часы с оптической решеткой на основе стронция, которые могут измерять время с точностью до 19 знаков после запятой. Это значит, что если их завести на 30 млрд. лет, что более чем в два раза превышает нынешний возраст Вселенной, они отстанут всего на одну секунду.
Изначально секунда определялась как одна 86 400-я часть дня. Это получается, если разделить 24 часа на 60 минут, а каждую минуту — на 60 секунд.
Это приблизительное значение и его недостаточно для научных и промышленных применений. Скорость вращения Земли зависит от множества факторов, которые изменили бы продолжительность секунды, если бы она по-прежнему определялась как доля суток.
Создание атомных часов позволило ученым независимо измерять секунду, опираясь на неизменные свойства природы. Таким образом, с 1967 года секунда определяется в Международной системе единиц как ровно 9 192 631 770 колебаний атома цезия-133.
Это довольно точно, но есть куда стремиться. Атомы, такие как стронций, колеблются на частотах видимого света, производя около 700 квадриллионов «тактов» в секунду, в то время как цезий — 9 миллиардов. Оптические часы могут измерять эти колебания, обеспечивая точность до 10-18 секунды.
В новом исследовании, опубликованном в журнале Metrologia, ученые описали усовершенствование оптических часов на основе стронция, которые позволили снизить погрешность и увеличить стабильность измерения времени.
Как отмечают ученые, чтобы изменить официальное определение секунды в течение следующего десятилетия, необходимо выполнить несколько условий. Во-первых, в разных учреждениях должны использоваться как минимум три оптических хронометра, основанных на одном и том же принципе работы, с определенным уровнем точности и стабильности.
Два оптических хронометра на основе стронция и еще два, работающие с помощью ионов алюминия, уже прошли проверку. Если к ним присоединятся другие сверхточные часы, то вскоре будут выполнены все условия для официального пересмотра определения секунды.
Подобные решения принимаются на Генеральной конференции по мерам и весам (ГКМВ), которая проводится раз в четыре года. Предложение по новому определению секунды команда ученых планирует представить на 29-м заседании, которое состоится в 2030 году.
Ранее в России создали светящийся кристалл для квантовых компьютеров.
