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

  • 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».
    826
  • 07/07/2017

    Сотрудники Центра нелинейной фотоники и квантовых технологий НГУ выиграли престижные гранты РНФ

    ​Сотрудники недавно созданного Центра нелинейной фотоники и квантовых технологий НГУ выиграли престижные гранты Российского научного фонда.  Российский научный фонд осуществляет финансовую и организационную поддержку фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований посредством финансирования прошедших конкурсный отбор научных, научно-технических программ и проектов.
    765
  • 31/12/2017

    Топ-10 исследований российских ученых 2017 года по версии РНФ

    Около 35 тысяч российских ученых проводили и проводят фундаментальные исследования при поддержке Российского научного фонда (РНФ). Ежемесячно в российских и зарубежных СМИ выходят десятки новостей об их достижениях.
    1719
  • 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.
    1149
  • 07/02/2017

    В новосибирском Академгородке состоялся турнир юных физиков

    ​Сибирские научные состязания давно вышли на высокий уровень и собирают много команд из разных регионов. Это не олимпиада, и не фигурное катание. Но судьи оценивают и технику исполнения, и артистизм. Все, как в большом спорте.
    1169
  • 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.
    995
  • 16/09/2016

    Российские ученые создали прибор для измерения длины сгустка частиц в ускорите

    ​Ученые Института ядерной физики им. Г.И. Будкера СО РАН (ИЯФ СО РАН) и Института общей физики им. А.М. Прохорова РАН (ИОФ РАН) при поддержке гранта РНФ разработали новое поколение высокоскоростных электронно-оптических приборов для диагностики пучков в ускорителях заряженных частиц - диссектор на основе стрик-камеры.
    1511
  • 06/07/2017

    РНФ подвел итоги первых конкурсов президентской программы

    По результатам первых трех конкурсов Президентской программы поддержано 504 инициативных проекта молодых ученых размером 1,5-2 миллиона рублей ежегодно, 239 молодежных научных групп с финансированием в 3-5 миллионов рублей и 31 лаборатория с финансированием со стороны Фонда в 30 миллионов рублей и софинансированием бизнеса или учредителя в 2 миллиона.
    3183
  • 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.
    1670
  • 12/11/2015

    Новосибирские математики просчитают, как добывать нефть на Крайнем Севере

    ​Группа ученых Института вычислительной математики и математической геофизики СО РАН разрабатывает новые вычислительные методы и алгоритмы для создания трехмерных моделей нефтяных пластов с учетом специфики районов вечной мерзлоты.
    1800