Новости науки 23.04.01. Точен, как часы.

Про пунктуальных людей говорят,"точен, как часы". А вот насколько могут быть точны сами часы? Достижимая точность определяется точностью эталонных часов, которую, оказывается, можно улучшить.

В настоящее время действует"цезиевый" стандарт времени (и, соответственно, частоты). В 1967 году на XIII Генеральной конференции по мерам и весам стандарт для секунды был сформулирован следующим образом: ⌠Секунда - это интервал времени, в течение которого совершается 9192631770 периодов излучения, соответствующего переходу между двумя уровнями сверхтонкой структуры основного состояния атома цезия-133 в отсутствие возмущения полями" (т.е. этому эталонному переходу приписали значение частоты 9192631770 Гц). За последнее время достижения в области лазерного охлаждения вещества и в создании различных типов оптических ловушек привели к значительному увеличению точности стандарта частоты. В настоящий момент относительная погрешность парижских эталонных атомных часов не превышает 1.1x10^{- 15}! Изменение частоты эталонного перехода связано со столкновениями атомов в кювете, и именно атомные столкновения ограничивают плотность и число атомов в"рабочем объеме".

Ученые из американского Национального института стандартов теоретически исследовали зависимость сдвига частоты эталонного перехода от температуры и плотности атомов в области сверхнизких температур [1]. Эксперименты при температурах более 1 микрокельвина показали, что сдвиг частоты практически не зависит от температуры (температура задает тепловые энергии атомов и, таким образом, определяет"энергетику" атомных столковений). Однако расчеты говорят, что в области более низких температур существует значительная зависимость сдвига частоты от температуры. Более того, при температуре около 0.08 микрокельвина сдвиг меняет знак (т.е. существует точка, в которой сдвиг частоты равен нулю). Теоретически это дает возможность значительно уменьшить относительную погрешность цезиевых эталонных часов.

1. Paul J. Leo, Paul S. Julienne, Fred H. Mies et al. Phys.Rev.Lett. v.86, 3743 (2001).

перейти к началу страницы