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

  • 29/12/2017

    Топ-20 наиболее интересных разработок сибирских ученых в 2017 году

    На портале «Новости сибирской науки» можно познакомиться с инновациями и последними достижениями сибирских ученых. Сегодня мы предлагаем вашему вниманию Топ-20  сообщений о наиболее значимых и интересных научных разработках 2017 года, размещенных на нашем портале.
    1100
  • 12/11/2015

    Странное очарование кварков

    ​В рамках проекта "Инновации: достижения и проблемы" газета "Честное слово" продолжает цикл публикаций о проблемах развития инновационных проектов. Сегодня мы расскажем о новых инновационных разработках Института ядерной физики СО РАН.
    1915
  • 10/10/2017

    Молодежная конференция «Оптические и информационные технологии» прошла в новосибирском Академгородке

    ​​​Традиционная молодёжная конкурс-конференция «Оптические и информационные технологии» прошла с 25 по 27 сентября 2017 года в новосибирском Академгородке. Её организовали совместно Институт автоматики и электрометрии (ИАиЭ) СО РАН и Новосибирский государственный университет (НГУ) (при финансовой поддержке Российского научного фонда).
    1074
  • 31/05/2016

    Новосибирские ученые исследуют кровеносную систему

    ​Кровеносная система лежит в основе функционирования головного мозга, и в области её работы ещё много «белых» пятен. Сибирские учёные в сотрудничестве с медиками решили устранить некоторые из них.  Исследование имеет и прикладной выход: уже создана уникальная система мониторинга нейрохирургических операций, метод повышения качества магнитно-резонансной томографии, а также инструментарий для персонализированного моделирования протекания некоторых болезней.
    1976
  • 22/07/2016

    Новосибирские и московские физики получили случайную генерацию в висмутовых волоконных световодах

    В журнале Scientific Reports группы Nature опубликована статья российских физиков. В ней впервые продемонстрирован случайный волоконный лазер на основе висмутового активного световода, имеющий уникальные выходные характеристики.
    1444
  • 15/12/2015

    Сибирские ученые работают над созданием атомных часов

    ​Как правило, в условиях нестабильности и геополитических конфликтов к достижениям науки и техники повышается интерес со стороны общества и государства. Сибирские ученые не потерялись в модном последнее время в нашей стране тренде на импортозамещение, и уже почти год занимаются созданием прототипа малогабаритных атомных часов, размером со спичечный коробок.
    1651
  • 29/03/2018

    Флагманские проекты ИАиЭ СО РАН обсудили на научно-технической сессии

    ​13-14 марта 2018 года в ИАиЭ СО РАН состоялась научно-техническая сессия "Флагманские проекты Института автоматики и электрометрии СО РАН в 2018 г. - состояние и перспективы". На сессии присутствовали представители администрации Новосибирска и области, Сибирского отделения РАН, институтов СО РАН, Новосибирского государственного университета, предприятий и организаций, сотрудничающих с ИАиЭ.
    932
  • 19/05/2017

    Энергия молодости как движущая сила науки

    Так же, как российское могущество прирастает Сибирью, могущество Сибирского отделения прирастает молодыми учеными. Они приходят в науку разными путями, но затем все эти тропинки сливаются в одну дорогу, ведущую в будущее.
    1420
  • 20/06/2017

    Международная выставка «НТИ ЭКСПО» в Новосибирске

    ​​​Уникальная международная выставка достижений технологического развития "НТИ ЭКСПО" пройдет в рамках V Международного форума технологического развития "Технопром-2017" 20-22 июня в Новосибирске при поддержке правительства РФ, коллегии ВПК, Минпромторга России, Минэкономразвития России, МИДа РФ, правительства Новосибирской области.
    2084
  • 20/06/2016

    В Институте ядерной физики СО РАН состоится 30-е международное совещание по физике токамаков

    С 21 по 25 июня в Институте ядерной физики им. Г.И.Будкера СО РАН (ИЯФ СО РАН) пройдет 30-е международное совещание по физике токамаков (The International Tokamak Physics Activity, ITPA). Мероприятия этой серии проводятся коллаборацией ИТЭР (ITER, International Thermonuclear Experimental Reactor) дважды в год – во Франции, где сооружается установка, и в одной из стран-участниц проекта.
    2494