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.
    1747
  • 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.
    2299
  • 14/05/2019

    От электрона к фотону: ИФП СО РАН — 55

    ​​Институт физики полупроводников им. А. В. Ржанова появился в результате объединения Института физики твердого тела и полупроводниковой электроники и Института радиофизики и электроники. С тех пор ИФП СО РАН остается признанным за рубежом и в России лидером в области создания и производства новых высокотехнологичных материалов, интегратором крупных научно-производственных проектов и коммуникационной площадкой для ученых, преподавателей, представителей индустриального и бизнес-сообщества.
    526
  • 06/08/2019

    Новосибирские ученые начали разработку высокоэффективных компактных лазеров

    ​В последнее десятилетие во многих лабораториях мира активно исследуются возможности создания высокоэффективных, мощных и компактных лазеров, генерирующих пучки излучения в среднем инфракрасном диапазоне, в частности на длинах волн 3–8 мкм.
    391
  • 29/10/2019

    Новосибирский ученый – автор новаторских работ в области лазеров на свободных электронах

    Американское физическое общество (APS) избрало своим почетным членом заведующего лабораторией Института ядерной физики (ИЯФ) им. Г. И. Будкера СО РАН, члена-корреспондента РАН Николая Винокурова — за новаторскую теоретическую и экспериментальную работу в области лазеров на свободных электронах.
    209
  • 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.
    1971
  • 09/04/2019

    Сибирские ученые оптимизируют работу электронных дисплеев органическими полупроводниками

    ​Ученые Новосибирского государственного университета (НГУ) займутся исследованием свойств органических полупроводников (материалов, используемых в электронике), чтобы повысить эффективность используемых сейчас электронных дисплеев, сообщил ТАСС руководитель лаборатории органической оптоэлектроники НГУ Евгений Мостович.
    741
  • 13/10/2016

    Все ближе к разгадке гравитационных волн

    ​Группа исследователей из Московского государственного университета, Института ядерных исследований РАН и Института лазерной физики СО РАН работают над созданием оптико-акустического гравитационной антенны, которая будет регистрировать гравитационные волны от нейтронных звезд.
    1526
  • 01/09/2016

    Алексей Тайченачев: часовых дел физик

    ​Профессор Алексей Владимирович Тайченачев, физик-теоретик, специалист в области лазерной спектроскопии, квантовой оптики и лазерного охлаждения, своим главным научным интересом считает создание самых точных в мире часов — лазерных.
    2129
  • 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.
    2089