Цивилизация
Физики создали новый вид атомных часов на основе атома цезия, которые можно использовать не только в качестве хронометра и эталона времени, но и как сверхточные весы, что позволит в ближайшем будущем связать эталоны массы и времени, говорится в статье, опубликованной в журнале Science.
«Точность наших часов превышает семь частей на миллиард. Такая погрешность соответствует сдвигу на одну секунду за восемь лет, что примерно соответствует точности первых атомных часов на базе цезия, созданных 60 лет назад. (С другой стороны), эти часы, в комбинации с лучшими сферами Авогадро, помогут нам дать новое определение килограмма. Частота «тиков» в наших часах эквивалентна массе одного атома, а зная ее, мы можем вычислить массу всего образца», — заявил руководитель группы ученых Хольгер Мюллер из университета Калифорнии в Беркли (США).
Мюллер и его коллеги смогли создать гибрид атомных часов и сверхточных «нановесов», научившись считывать комптоновскую частоту у отдельных атомов.
Как объясняют физики, атомы и электроны представляют собой не только микрочастицы, но и волны. Благодаря этому они обладают теми же свойствами, что и электромагнитные волны, в том числе частотой и амплитудой. Собственная частота колебаний атомов получила название комптоновской, в честь американского физика Артура Комптона, одного из пионеров квантовой механики.
По словам авторов статьи, трудности в измерении и наблюдении за подобными колебаниями делали их практическое использование в качестве «метронома» или часов невозможным. Группа Мюллера смогла преодолеть эти трудности.
Так как комптоновская частота постоянна и зависит лишь от массы частицы, то ее можно использовать в качестве основы для сверхточных часов. Первый прототип атомных часов Мюллера и его коллег не является рекордсменом по точности — он примерно в 100 миллионов раз уступает лучшим аналогам на основе других технологий.
С другой стороны, подобные часы можно использовать и для совершенно иных целей, наиболее привлекательной и перспективной из которых выступает создание нового стандарта массы.
