Физиками были созданы самые точные часы на сегодня

Известным фактом является возраст нашей Вселенной, который составляет 13,8 миллиарда лет, погрешность при вычислении которого составляет несколько сотен миллионов лет. Если же измерять данный промежуток времени с помощью самых точных часов, которые находятся в распоряжении людей, то погрешность эта будет от нескольких десятков секунд до часа. Стабильность новых часов составляет 10¹⁸, что делает подобные измерения просто детской забавой.

Подобная точность в измерении промежутков времени не требуется в нашей повседневной жизни, но используется в определенных отраслях науки. Например, это жизненно важно в отдельных областях фундаментальной физики, в космической навигации, в метрологии, а также в области высокоточной измерительной техники. В наши дни все высокоточные измерения основаны на измерении частоты колебания атомов или частоты вращения электронов вокруг ядра атома. Однако многие внешние воздействия, например электрического и магнитного полей, колебание температуры, механическое воздействие, вызывают изменения в движении атомов и в итоге приводят к ошибке в измерениях, небольшой, но постоянной.

С целью защиты «измерительного» атома от такого воздействия Эндрю Ладлоу и его команда из Национального института стандартов и технологий использовали метод, который известен под названием «часы на основе оптической решетки». В этом случае исследователи заставляют луч лазера отражаться от зеркала, что дает им стоячую волну света, которая формирует решетку с минимумами и максимумами – некими ловушками для атомов.

Атом который все же попал в такую ловушку, обретает защиту, похожую на яичную скорлупу, которая вместе с другими методами дает необходимую защиту от различных воздействий из вне. При помощи еще одного лазера, который фокусируют на атоме, поддерживают этот атом на одном энергетическом уровне, что позволяет с еще большей точностью измерить частоту вращения электрона вокруг ядра атома. В итоге ученые получают хронометр, который теряет половину секунды за 31 млрд. лет.

Невероятно высокая точность этих часов дает возможность измерять значения гравитационного красного смещения. Это явление, которое позволит измерить расстояние в космических масштабах, а также высоту относительно объекта с сильным гравитационным полем.