Рекорд физиков: сверхточное устройство поможет в высадке на Марс и обнаружить темную материю

Время может ускоряться и замедляться в зависимости от местоположения наблюдателя и восприятия времени. Точное измерение течения времени является одной из фундаментальных задач физики, которое поможет высадиться людям на Марсе, а также обнаружить темную материю. Американские физики создали новые самые точные атомные часы, используя "паутину" света для улавливания и возбуждения рассеянного облака холодных атомов стронция. Результаты исследования будут опубликованы в журнале Physical Review Letters, пишет ScienceAlert.

У Фокус. Технологии появился свой Telegram-канал. Подписывайтесь, чтобы не пропускать самые свежие и захватывающие новости из мира науки!

По словам ученых, новые атомные часы расширяют возможность более точного измерения времени. Они настолько точные, что могут обнаружить крошечные эффекты, которые предсказывает теория относительности Эйнштейна. Общая точность новых атомных стронциевых часов составляет 8,1 на 10 в минус 19 степени, что в 2 раза выше, чем у прошлого рекордсмена, созданного в 2019 году.

Если для повышения точности измерений массы можно твердый блок материала, то у времени нет постоянного физического свойства для уточнения его измерения. Поэтому физики полагаются на разные физические закономерности, которые постоянно повторяются.

Одной из таких закономерностей является колебание возбужденных электронов, окружающих атом. Например, стандартная секунда определяется перемещением электронов, которые вращаются вокруг атома цезия. Когда их заряжают микроволнами определенной частоты, электроны переходят в более высокое энергетическое состояние, а затем возвращаются к исходному состоянию. И это происходит с частотой 9 192 631 770 раз в секунду.

Атомные цезиевые часы показывают время с точностью до одной триста миллионной секунды в год. Для сравнения, кварцевые наручные часы теряют или прибавляют около 180 секунд каждый год. Но новые атомные стронциевые часы, созданные американскими физиками, в 2 раза точнее.

В своей одномерной "паутине" лазерного света часы улавливают десятки тысяч атомов стронция, что обеспечивает более высокий уровень точности измерения времени. Свет, действующий в вакууме на тонкий слой сверххолодных атомов стронция, также сводит к минимуму ошибки.

Ученые считают, что новые часы будут терять всего одну секунду каждые 30 млрд лет, что может помочь будущим исследователям космоса отслеживать время на огромных расстояниях.

По словам физиков, для точной посадки космического корабля с астронавтами на Марсе нужны сверхточные часы. Более точные атомные часы могут также регистрировать крошечные отклонения в колебаниях атомов, которые могут сигнализировать о слабом взаимодействии с темной материей. Таким образом ее можно обнаружить, считают физики.

Как уже писал Фокус, у самой массивной элементарной частицы физики обнаружили то, над чем смеялся Эйнштейн. Согласно новому открытию, верхний кварк также испытывает квантовую запутанность.

Также Фокус писал о том, что физики предлагают создать искусственную черную дыру, энергию которой можно использовать для перемещения космического корабля в пространстве почти со скоростью света.