Физики синхронизировали высокоточные атомные часы на рекордном расстоянии

Как сообщается на страницах академического журнала Science, недавно физики смогли синхронизировать особо высокоточные атомные часы на значительном для этого, даже можно сказать рекордном расстоянии. С принципом функционирования авторы предлагают ознакомиться всем желающим на интернет-сайте института квантовой оптики берлинского общества М. Планка.

Синхронизация двух атомных часов осуществлялась на расстоянии 920 км, расположенных в городах Гархинге и Брауншвейге. Для передачи сигнала учеными были использованы телекоммуникационные оптоволоконные линии, хотя из-за значительного его затухания специалистам пришлось разрабатывать и воплощать в жизнь специализированные усилители, поддерживающие необходимый уровень сигнала.

В результате таких ухищрений исследователи смогли достичь результата, при котором показания двух атомных часов разнились только на девятнадцатом знаке после запятой, при выражении показаний в секундах.

Как известно, принцип работы классических атомных часов основан на колебании электронов между 2-мя энергетическими уровнями атома. Именно частота этих колебаний задает граничную точность часов. Чем больше эта частота колебаний, тем гипотетически точнее могут быть показания атомных часов. Значительное количество существующих на земле атомных часов функционируют в микроволновом диапазоне и обладают точностью до 15-16 знаков после запятой. Новацией авторов стало использование современных принципов действия оптической связи атомных часов, которые применяют кванты в инфракрасном диапазоне, следовательно, точность таких часов становится значительно выше.

На больших расстояниях практики синхронизируют атомные часы, микроволнового диапазона, используя искусственные спутники земли, при этом наибольшая точность данной синхронизации, достигается при помощи аппаратных возможностей самих спутников, что несколько понижает точности часов. Именно по этой причине ученые приняли решение использовать оптоволоконный канал. Данная методика дала большую в 1000 раз, точность и уже была использована учеными-физиками для синхронизации часов на небольших расстояниях.

Данное достижение, связанное с особо точной синхронизацией, позволит применять атомные часы, помогая ученым осуществить эксперименты, касательно теории относительности, а также позволит им проверить фундаментальные константы физики.