Секунда за 260 миллиардов лет

«Если у вас только одни часы, откуда вам знать, что они точны?» — резонно спрашивает физик Мюррей Барретт из Национального университета Сингапура. Поэтому его команда построила сразу двое часов на ионах лютеция и сравнила их между собой. Тики совпали до 19-го знака — по словам авторов, точнее часы ещё никогда не сравнивали.

Статья вышла в Nature, и речь в ней о самых точных часах в мире. Чтобы ошибиться на одну секунду, им понадобится больше 260 миллиардов лет. Прежний рекордсмен, часы на ионах кальция, уступает им в точности вчетверо. Шла команда к этому результату больше десяти лет.

Устроены часы так. У иона лютеция, редкоземельного металла, есть строго определённая частота света, при которой электрон перескакивает на более высокий энергетический уровень. Учёные непрерывно наблюдают за одним-единственным ионом и «привязывают» к этой частоте лазер. Дальше всё просто: колебания лазерного света и есть тики. Такие часы называют оптическими — они отсчитывают время по частоте видимого света.

Почему именно лютеций? Команда считает, что она вообще единственная в мире, кто делает на нём часы. Аргументы у неё такие:

🔹Лютеций намного менее чувствителен к колебаниям температуры и магнитного поля, чем популярные иттербий и стронций;
🔹Хватает серийных лазеров;
🔹Часы работают при комнатной температуре.

Поэтому авторы надеются уменьшить устройство и однажды вынести его из лаборатории. Применений у сверхточных часов масса: от спутниковой навигации до поиска тёмной материи, а в будущем — ещё и отслеживание изменений гравитации Земли с ювелирной точностью.

И главное — лютеций может стать одним из элементов, на которых построят новое определение секунды. Метрологи хотят сменить его в 2030 году или позже: вместо микроволновой частоты, по которой секунду определяют с 1967 года, — оптические часы.

Получается, ждём «лютециевую» секунду?

@vselennayaplus