Ученые из Института лазерной физики Сибирского отделения Российской академии наук, Новосибирского государственного университета и из Новосибирского государственного технического университета разработали сверхстабильный лазер для атомных часов, который позволит российским физикам создать устройства для измерения времени, не уступающие в точности западным аналогам, говорится в статье, опубликованной в Journal of Physics: Conf. Series. 

"Мы стремимся к достижению относительной погрешности уровня 10 в минус 17 степени  — 10 минус 18 степени, что соответствует лучшим мировым достижениям в этой области. Создание глобальной сети таких лазеров и часов на их основе позволит составить точную карту гравитационного поля Земли и даже "увидеть" прохождение волн загадочной темной материи через планету", — рассказал Алексей Тайченачев, директор Института лазерной физики СО РАН, чьи слова приводит Российский научный фонд.

Как правило, в атомных часах два иона находятся в электромагнитной "ловушке" на расстоянии нескольких микрометров друг от друга. Ученые "стреляют" по ионам из лазера, и взаимодействие атомов позволяет выделять два состояния — условные ноль и единицу. Колебания между этими состояниями и есть отсчет времени. Подобные конструкции позволяют достичь невероятной точности измерения времени — современные атомные часы начинают отставать или спешить на секунду лишь через миллиарды лет.

Для их работы нужны достаточно точные "обычные" часы, а также сверхстабильный источник лазерного излучения. Они необходимы для того, чтобы испускать лазерные вспышки через четко отмеренные промежутки времени и определять момент, когда ион поглощает лазерный импульс, а затем повторно испускает его. Предел точности самых "продвинутых" атомных часов сегодня задается именно тем, что "чистоту" и качество лазерных импульсов крайне сложно повышать.

Российским ученым удалось улучшить качество лазерных пучков и точность его работы, привязав частоту импульсов лазера к так называемым "запрещенным переходам"  – набору особых энергетических уровней в атомах, куда их электроны попадают крайне редко при поглощении или излучении ими энергии. Как обнаружили сибирские физики, атомы магния и ряда редкоземельных металлов можно заставить осуществлять такие переходы, если поместить их в источник слабого магнитного поля.

Так как эти переходы происходят при очень специфических условиях, частота излучения лазера, привязанная к ним, будет очень стабильной и предсказуемой при сверхнизких температурах, близких к абсолютному нулю. На текущий момент методика российских ученых позволяет достичь погрешности измерений в 10 в минус 16 степени, однако в будущем ее можно будет улучшить на два порядка, используя экспериментальные методики измерения спектра лазерных лучей.

Источники

Физики из России создадут точнейшие атомные часы
Российское атомное сообщество (atomic-energy.ru), 17/03/2017
Физики из России создадут точнейшие атомные часы
ВПК новости (vpk.name), 17/03/2017
Российские ученые придумали сверхточные часы на атоме
Top100News (cmk1.ru), 17/03/2017
В Сибири создадут точнейшие атомные часы
Kremlin Press (kremlinpress.com), 16/03/2017
Сибирские ученые создали сверхстабильный лазер для атомных часов
SakhaNews (1sn.ru), 16/03/2017
Российские ученые придумали сверхточные часы на атоме
Kp.crimea.ua, 16/03/2017
В Сибири создадут точнейшие атомные часы
Новости России (news-russia.info), 16/03/2017
Российские ученые придумали сверхточные часы на атоме
Русаргумент (rusargument.ru), 16/03/2017
Физики из России создадут точнейшие атомные часы - новости на сегодня 16.03.2017
News2world.net, 16/03/2017
Российские ученые разрабатывают стандарт частоты для атомных часов
Индикатор (indicator.ru), 16/03/2017
Российские физики создадут точнейшие атомные часы
Defence.ru, 16/03/2017
Физики из России создадут точнейшие атомные часы
Ecoинформ (ecoinform.ru), 16/03/2017
Российские физики создадут точнейшие атомные часы
Planet-today.ru, 16/03/2017
Ученые из Новосибирска разработали сверхточные атомные часы с помощью лазера
Киевские ведомости (kvedomosti.com), 16/03/2017
Российские ученые разрабатывают точнейшие атомные часы
RuNews24 (runews24.ru), 16/03/2017
Российские ученые разрабатывают стандарт частоты для атомных часов
Новости@Rambler.ru, 16/03/2017
Физики из России создадут точнейшие атомные часы
Российский научный фонд (рнф.рф), 16/03/2017
Холодный стандарт
Наука и технологии России (strf.ru), 16/03/2017
Ученые из Новосибирска разработали сверхточные атомные часы с помощью лазера
Svopi.ru, 16/03/2017
Российские ученые разрабатывают лучший стандарт частоты для атомных часов
Новости@Rambler.ru, 16/03/2017
Физики из России создадут точнейшие атомные часы
Наука в Сибири (sbras.info), 16/03/2017
Российские ученые разрабатывают лучший стандарт частоты для атомных часов
Газета.Ru, 16/03/2017
Российские ученые разрабатывают лучший стандарт частоты для атомных часов
Яндекс.Новости (news.yandex.ru), 16/03/2017
Российские ученые разрабатывают лучший стандарт частоты для атомных часов
Российская академия наук (ras.ru), 16/03/2017
Физики из России создадут точнейшие атомные часы
Москва.ру (mockva.ru), 16/03/2017
Физики из России создадут точнейшие атомные часы
Новости@Rambler.ru, 16/03/2017
Физики из России создадут точнейшие атомные часы
Profi-news.ru, 16/03/2017
Физики из России создадут точнейшие атомные часы
РИА Новости, 16/03/2017
Физики из России создадут точнейшие атомные часы
Ассоциация государственных научных центров Наука (agnc.ru), 17/03/2017
В Новосибирске создан сверхстабильный лазер для атомных часов
Байкал 24 # Наука (baikal24-nauka.ru), 17/03/2017
Физики из России создадут точнейшие атомные часы
Alfa-industry.ru, 17/03/2017
В Сибири создан сверхстабильный лазер для атомных часов
ПолитРоссия (politros.com), 17/03/2017
Российские ученые разрабатывают лучший стандарт частоты для атомных часов Ученые из Института лазерной физики Сибирского отделения Российской академии наук, Новосибирского государственного университета и из Новосибирского государственного технического университета создают сверхточный оптический стандарт частоты для атомных часов, который будет соответствовать лучшим мировым достижениям в этой области.
Polpred.com, 17/03/2017
Российские физики создадут высокоточные атомные часы
Научная Россия (scientificrussia.ru), 26/03/2017

Похожие новости

  • 03/06/2021

    В Новосибирске подведены итоги городского конкурса исследовательских проектов учащихся 5-8-х классов

    В целях создания условий для выявления и продвижения одаренных детей, формирования мотивации к проектной и исследовательской деятельности с 12 по 25 мая 2021 года на базе Дворца творчества детей и учащейся молодежи «Юниор» состоялся городской конкурс исследовательских проектов учащихся 5 – 8-х классов в дистанционном формате.
    940
  • 28/05/2021

    Мэрия Новосибирска поощрила 35 молодых учёных за успехи в исследованиях

     В Новосибирске наградили молодых ученых. Пять человек стали победителями конкурса грантов в форме субсидий, ещё 30 — лауреатами премии мэрии Новосибирска. Победителей поздравил мэр Анатолий Локоть.
    2964
  • 11/11/2020

    Автоматическая блинная печь и калькулятор генов: учащиеся инженерных курсов СУНЦ НГУ представили новые проекты

    ​​В Лаборатории инженерного конструирования СУНЦ НГУ прошел дистанционный семинар, на котором учащиеся представили темы своих проектов и рассказали об их реализации. Лучшие проекты весной будут представлены на школьной секции Международной научной студенческой конференции (МНСК).
    972
  • 21/07/2017

    Новосибирские ученые нашли способ улучшить работу очистителей воздуха

    Ученые НГУ выиграли грант Российского научного фонда (РНФ). Разработка ученых поможет решить фундаментальные научные задачи, а также улучшить работу бытовых и профессиональных очистителей воздуха. Тема работы новосибирских ученых — «Фото- и терморазложение металлокомплексов как способ формирования наночастиц металлов и биметаллических структур на поверхности фотокаталитически активных материалов».
    2416
  • 08/09/2021

    Из фонда в фонд перетекая: мнение

    ​Об авторе: Дмитрий Харитонович Квон – доктор физико-математических наук, профессор Новосибирского государственного университета. Российский фонд фундаментальных исследований (РФФИ), ликвидация которого обсуждалась в узких кругах российской науки весь прошлый год, канул в Лету.
    392
  • 31/03/2021

    Археолог из Новосибирска стала лауреатом престижной премии

    ​ Состоялась церемония вручения премии Research Excellence Award Russia 2021 для выдающихся исследователей. Премия проводилась при поддержке Российского научного фонда, Российской академии наук, Российского союза ректоров, Российского фонда фундаментальных исследований, Российского научно-исследовательского институт экономики, политики и права в научно-технической сфере и Международного информационного агентства «Россия сегодня».
    745
  • 04/08/2017

    Новосибирские ученые исследуют новые типы волоконных лазеров для линий связи

    Ученые НГУ, выигравшие грант Российского научного фонда (РНФ), намерены создать новый тип волоконных лазеров для высокоскоростных линий связи. Успешная реализация проекта позволит применить разработанные лазеры в качестве задающих источников информационного сигнала в телекоммуникационных системах на основе суперканалов.
    3367
  • 15/09/2016

    Алмазы, легированные германием: сибирские ученые выходят на новый уровень

    ​Результаты детальных исследований по росту кристаллов алмаза, легированных германием, в системе Mg-Ge-C опубликовали учёные Института геологии и минералогии им. В. С. Соболева СО РАН в высокорейтинговом журнале Американского химического общества Crystal Growth&Design.
    3263
  • 08/07/2017

    143 сибирских исследователя стали победителями первого конкурса Президентской программы исследовательских проектов РНФ

    Первый из четырех конкурсов, объявленных Российским научным фондом в рамках Президентской программы исследовательских проектов, завершен, в списках победителей опытные ученые и молодые специалисты из Сибирского отделения РАН, ВУЗов региона и научных центров.
    3581
  • 27/10/2020

    ИФП СО РАН объявил конкурс стипендий для молодых ученых

    ​​Институт физики полупроводников им. академика А.В. Ржанова СО РАН объявил традиционный конкурс научных работ молодых ученых на стипендии ИФП СО РАН.  В конкурсе могут участвовать: молодые специалисты, защитившие магистерскую диссертацию в текущем году.
    880