Рекорд фізиків: надточний пристрій допоможе у висадці на Марс і виявити темну матерію

Час може прискорюватися і сповільнюватися залежно від місця розташування спостерігача і сприйняття часу. Точне вимірювання перебігу часу є одним із фундаментальних завдань фізики, яке допоможе висадитися людям на Марсі, а також виявити темну матерію. Американські фізики створили новий найточніший атомний годинник, використовуючи "павутину" світла для уловлювання і збудження розсіяної хмари холодних атомів стронцію. Результати дослідження будуть опубліковані в журналі Physical Review Letters, пише ScienceAlert.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

За словами вчених, новий атомний годинник розширює можливість більш точного вимірювання часу. Він настільки точний, що може виявити крихітні ефекти, які передбачає теорія відносності Ейнштейна. Загальна точність нового атомного стронцієвого годинника становить 8,1 на 10 у мінус 19 ступені, що у 2 рази вище, ніж у минулого рекордсмена, створеного у 2019 році.

Якщо для підвищення точності вимірювань маси можна твердий блок матеріалу, то час не має постійної фізичної властивості для уточнення його вимірювання. Тому фізики покладаються на різні фізичні закономірності, які постійно повторюються.

Однією з таких закономірностей є коливання збуджених електронів, що оточують атом. Наприклад, стандартна секунда визначається переміщенням електронів, які обертаються навколо атома цезію. Коли їх заряджають мікрохвилями певної частоти, електрони переходять у вищий енергетичний стан, а потім повертаються до початкового стану. І це відбувається з частотою 9 192 631 770 разів на секунду.

Атомний цезієвий годинник показує час з точністю до однієї триста мільйонної секунди на рік. Для порівняння, кварцові наручні годинники втрачають або додають близько 180 секунд щороку. Але новий атомний стронцієвий годинник, створений американськими фізиками, у 2 рази точніший.

У своїй одновимірній "павутині" лазерного світла годинник вловлює десятки тисяч атомів стронцію, що забезпечує більш високий рівень точності вимірювання часу. Світло, що діє у вакуумі на тонкий шар надхолодних атомів стронцію, також зводить до мінімуму помилки.

Вчені вважають, що новий годинник втрачатиме лише одну секунду кожні 30 млрд років, що може допомогти майбутнім дослідникам космосу відстежувати час на величезних відстанях.

За словами фізиків, для точної посадки космічного корабля з астронавтами на Марсі потрібен надточний годинник. Точніший атомний годинник може також реєструвати крихітні відхилення в коливаннях атомів, які можуть сигналізувати про слабку взаємодію з темною матерією. Таким чином її можна виявити, вважають фізики.

Як уже писав Фокус, у наймасивнішої елементарної частинки фізики виявили те, над чим сміявся Ейнштейн. Згідно з новим відкриттям, верхній кварк також відчуває квантову заплутаність.

Також Фокус писав про те, що фізики пропонують створити штучну чорну діру, енергію якої можна використовувати для переміщення космічного корабля в просторі майже зі швидкістю світла.