Портал | Содержание | О нас | Пишите | Новости | Голосование | Топ-лист | Дискуссия Rambler's Top100

TopList Яндекс цитирования

НОВОСТИ
"РУССКОГО ПЕРЕПЛЕТА"

ЛИТЕРАТУРА

Новости русской культуры

Афиша

К читателю

Содержание

Публицистика

"Курск"

Кавказ

Балканы

Проза

Поэзия

Драматургия

Искания и размышления

Критика

Сомнения и споры

Новые книги

У нас в гостях

Издательство

Книжная лавка

Журнальный зал

ОБОЗРЕНИЯ

"Классики и современники"

"Слово о..."

"Тайная история творений"

"Книга писем"

"Кошачий ящик"

"Золотые прииски"

"Сердитые стрелы"

КУЛЬТУРА

Афиша

Новые передвжиники

Фотогалерея

Музыка

"Неизвестные" музеи

Риторика

Русские храмы и монастыри

Видеоархив

ФИЛОСОФИЯ

Современная русская мысль

Искания и размышления

ИСТОРИЯ

История России

История в МГУ

Слово о полку Игореве

Хронология и парахронология

Астрономия и Хронология

Альмагест

Запечатленная Россия

Сталиниана

ФОРУМЫ

Дискуссионный клуб

Научный форум

Форум "Русская идея"

Форум "Курск"

Исторический форум

Детский форум

КЛУБЫ

Пятничные вечера

Клуб любителей творчества Достоевского

Клуб любителей творчества Гайто Газданова

Энциклопедия Андрея Платонова

Мастерская перевода

КОНКУРСЫ

За вклад в русскую культуру публикациями в Интернете

Литературный конкурс

Читательский конкурс

Илья-Премия

ДЕТЯМ

Электронные пампасы

Фантастика

Форум

АРХИВ

Текущий

2003

2002

2001

2000

1999

Фотоархив

Все фотоматериалы


Новости
"Русский переплет" зарегистрирован как СМИ. Свидетельство о регистрации в Министерстве печати РФ: Эл. #77-4362 от
5 февраля 2001 года. При полном или частичном использовании
материалов ссылка на www.pereplet.ru обязательна.

Тип запроса: "И" "Или"

28.03.2021
19:58

Гравитационные линзы помогут создать межгалактический Интернет

28.03.2021
19:56

Китайский аппарат Tianwen-1 присылает новые снимки Марса

28.03.2021
19:53

Крупные сгустки в мантии Земли могут являться остатками протопланеты Тейи

28.03.2021
15:45

В Сингапуре построили крупнейшую в мире морскую плавучую солнечную электростанцию

27.03.2021
21:26

Сгусток темной материи атаковал звездное скопление в окрестностях Млечного Пути

27.03.2021
21:22

Мировой океан радикально изменил свою структуру: к чему это приведет

27.03.2021
21:19

ЕКА финансирует исследования лунных пещер

27.03.2021
21:16

Моделирование сверхновых позволяет прогнозировать форму их остатков

27.03.2021
21:06

Астрономы исключили риск столкновения Земли с Апофисом на 100 лет вперед

27.03.2021
21:02

Яндекс запустит доставку роботами еще в трех странах

27.03.2021
20:58

Зонд New Horizons в мае изучит на расстоянии три объекта Пояса Койпера

27.03.2021
20:55

"Читая рассуждения Флоренского об искусстве" - новое в литературном обозрении Соломона Воложина

26.03.2021
19:36

Вон из Галактики. Откуда у нас сверхскоростные звезды

26.03.2021
19:29

Ракета «Союз-2» успешно стартует с Восточного с 36 спутниками OneWeb

26.03.2021
19:26

Моделирование микроскопических сгустков, существовавших в эпоху Большого взрыва

26.03.2021
19:22

В океане Энцелада могут существовать мощные течения

26.03.2021
19:19

Новый взгляд на барионную материю и гравитацию в космологическом масштабе

26.03.2021
19:16

Частоту атомных часов сравнили с рекордной точностью

    Физикам удалось найти отношения частот оптических атомных часов на основе атомов алюминия, стронция и иттербия с относительной точностью в интервале между 6 × 10−18 и 8 × 10−18. Таким образом ученые впервые сравняли порядок ошибки при сравнении показаний двух оптических часов на разных атомах с точностью измерения времени на этих устройствах. Между двумя из использованных устройств, расположенных на расстоянии 1,5 километров, исследователи наладили оптическую связь по воздуху и использовали ее для сравнения частот часов, что тоже удалось сделать в первый раз. В будущем такая технология позволит, к примеру, устанавливать оптические часы на спутники и сверяться с ними на большом расстоянии. А накопленные данные исследователи использовали для того, чтобы наложить ограничения на существование легчайших частиц темной материи. Статья опубликована в журнале Nature.

    Атомные часы — самый точный на настоящий момент способ измерения времени. Принцип их работы основан на том, что каждый атом может излучать и поглощать фотоны только с определенными частотами, которые являются резонансными для конкретного атома. Эти частоты практически не зависят от внешних факторов и определяются законами квантовой механики, ведь согласно ей атом — система с дискретными энергетическими уровнями со строго заданным положением, при переходе между которыми электрон и должен излучить или поглотить фотон определенной энергии, а значит и частоты. Так, с 1968 года эталон секунды определен как 9192631770 периодов излучения, соответствующего переходу между двумя уровнями сверхтонкой структуры атома цезия-133.

    Основа самих атомных часов на цезии-133 — микроволновый резонатор, настроенный на используемую микроволновую частоту перехода в атоме. Такие устройства позволяют измерять время в секундах с точностью до 16 знаков после запятой, но их точность ограничена возможностью измерения и контролирования отклонений в десятки микрогерц в искомой резонансной частоте. Поэтому на смену микроволновым атомным часам пришли оптические: в них в качестве эталона используются такие переходы в атомах, которые приводят к возникновению фотонов с частотой в оптическом диапазоне. В таких часах резонансная частота иногда в 100 тысяч раз больше, чем у их микроволновых предшественников, что позволяет добиваться улучшения стабильности часов и уменьшения относительной статистической погрешности в определении времени в 100 раз, то есть до 10-18.

    Однако, чтобы использовать оптические атомные часы в практических задачах, физикам нужно уметь сравнивать их частоты с той же точностью, с которой они измеряют время. И хоть ученые добились такой точности для сравнения работы устройств, в которых используются одни и те же атомы, для атомных часов с различными резонансными частотами все существенно хуже. Так, наименьшая относительная погрешность сравнения таких частот до недавнего времени составляла лишь 2,5 × 10−17. Между тем только для стронция-86 и ртути-199 измерения отношения оптических резонансных частот были проведены в двух независимых лабораториях: значение совпало в пределах суммарной относительной погрешности в 2 × 10−16 (работы [1] и [2]).

    Умение проводить такие сравнения с большей точностью необходимо для целого ряда задач в рамках поиска Новой физики. Так, оптические часы позволяют искать отклонения значений фундаментальных констант, с их же помощью ученые пытаются найти следы легкой темной материи. Кроме того, развитие этой технологии позволило бы использовать оптические часы и в технике: к примеру, они бы смогли существенно повысить точность геодезии и создать более точную глобальную систему хронометража. Но для этого есть еще одна преграда: сравнение резонансных частот оптических часов пока осуществлялась только с помощью приведения двух таких устройств в контакт с помощью оптоволоконных линий, а физикам хотелось бы иметь возможность делать такую калибровку по воздуху. Такой возможностью до недавнего времени могли похвастаться только микроволновые атомные часы.

    Теперь же ученые из коллаборации BACON (Boulder Atomic Clock Optical Network) одновременно смогли и улучшить точность сравнения частот оптических часов на различных атомах, и использовать при этом передачу информации между двумя часами по воздуху. Физики измерили отношения резонансных частот трех оптических часов, двое из которых были расположены в кампусе Национального института стандартов и технологий (NIST), а одни — в институте JILA. Оба учреждения расположены в городе Боулдер, что позволило физикам соединить оптические часы на основе атомов алюминия-27 и иттербия-171 в NIST и стронция-87 в JILA с помощью оптоволоконной линии длиной 3,6 километра и линии связи в оптическом диапазоне по воздуху длиной 1,5 километра.

    Для передачи информации о частоте атомных часов использовались оптические частотные гребенки — устройства, позволяющие с высокой точностью измерять частоту регистрируемого излучения. Именно с их помощью измерялась частота лазеров, которые были напрямую связаны с оптическими часами и их частотами, и излучение которых перенаправлялось между лабораториями по оптоволокну, а в случае сравнения частот часов с иттербием и стронцием — и по воздуху. Относительная погрешность, которую оптические частотные гребенки вносили в измерения, оказалась равна всего 5 × 10−19, а наибольшую погрешность давали системы, контролирующие калибровку лазера при его взаимодействии с оптическими часами.

    В результате исследователям удалось измерить отношения частот перехода 1S0 ↔ 3P0 (частота которого и являлась резонансной для оптических часов) в атомах алюминия-27, иттербия-171 и стронция-87 с относительной точностью в пределах между 6 × 10−18 и 8 × 10−18. Такая точность измерений на порядки больше предыдущих результатов, ранее полученных коллаборацией и другими лабораториями.

    Кроме того, как уже упоминалось, отношения частот оптических часов очень чувствительны к физике за пределами Стандартной модели. Так, ряд моделей предсказывает существование крайне легких бозонных частиц темной материи, которые могут приводить к колебаниям значений фундаментальных констант. Такие колебания при их наличии неизбежно будут приводить к периодическим изменениям положения энергетических уровней в атомах, а значит с помощью продолжительного измерения отношения частот атомных часов можно наложить ограничения на взаимодействие таких темных легких бозонов с материей. Именно это и сделали участники коллаборации BACON: накопленных данных оказалось достаточно для усиления ограничений на константу взаимодействия темной материи вплоть до одного порядка на диапазоне масс темных частиц от 10-23 до 10-18 электронвольт.

    По информации https://nplus1.ru/news/2021/03/25/atomic-clock-comparison

    Обозрение "Terra & Comp".

Выскажите свое мнение на:

26.03.2021
19:12

«Хаббл» уменьшил роль джетов в остановке роста протозвезд

26.03.2021
19:08

Роботизированный телескоп нашел три горячих юпитера с распухшими атмосферами

<< 171|172|173|174|175|176|177|178|179|180 >>

НАУКА

Новости

Научный форум

Почему молчит Вселенная?

Парниковая катастрофа

Хронология и парахронология

История и астрономия

Альмагест

Наука и культура

2000-2002
Научно-популярный журнал Урания в русском переплете
(1999-200)

Космические новости

Энциклопедия космонавтика

Энциклопедия "Естествознание"

Журнальный зал

Физматлит

News of Russian Science and Technology

Научные семинары

НАУЧНЫЕ ОБОЗРЕНИЯ

"Физические явления на небесах"

"TERRA & Comp"

"Неизбежность странного микромира"

"Биология и жизнь"

ОБРАЗОВАНИЕ

Открытое письмо министру образования

Антиреформа

Соросовский образовательный журнал

Биология

Науки о Земле

Математика и Механика

Технология

Физика

Химия

Русская литература

Научная лаборатория школьников

КОНКУРСЫ

Лучшие молодые
ученые России

Для молодых биологов

БИБЛИОТЕКИ

Библиотека Хроноса

Научпоп

РАДИО

Читают и поют авторы РП

ОТДЫХ

Музеи

Игры

Песни русского застолья

Народное

Смешное

О НАС

Редколлегия

Авторам

О журнале

Как читать журнал

Пишут о нас

Тираж

РЕСУРСЫ

Поиск

Проекты

Посещаемость

Журналы

Русские писатели и поэты

Избранное

Библиотеки

Фотоархив

ИНТЕРНЕТ

Топ-лист "Русского переплета"

Баннерная сеть

Наши баннеры

НОВОСТИ

Все

Новости русской культуры

Новости науки

Космические новости

Афиша

The best of Russian Science and Technology

 

 


Если Вы хотите стать нашим корреспондентом напишите lipunov@sai.msu.ru

 

Редколлегия | О журнале | Авторам | Архив | Ссылки | Статистика | Дискуссия

Галерея "Новые Передвижники"
Пишите

© 1999, 2000 "Русский переплет"
Дизайн - Алексей Комаров

Русский Переплет
Rambler's Top100 TopList