Фізики створили атомний годинник на квантової заплутаності

Згідно вченим, навіть через 13 мільярдів років цей пристрій відстане лише на 100 мілісекунд, повідомляє Попмеханика.

На сьогоднішній день атомний годинник є найточнішими хронометрами на Землі. Кращі пристрої такого типу за 15 мільярдів років відстануть всього на секунду. Однак в майбутньому вченим можуть знадобитися ще точніші хронометри для проведення досліджень і контролю космічних апаратів. У звичайних атомних годин є межа точності вимірювання часу. Він обмежений квантовими флуктуаціями, які заважають відстеження коливань атомів.

Атомні годинники використовують лазери, щоб виміряти частоту коливань атомів. Період цих коливань настільки стабільний, що його вимір дозволяє відраховувати час з неймовірною точністю. Наприклад, атом цезію-133 коливається рівно 9 192 631 770 раз в секунду, а атомний годинник, засновані на цьому елементі, використовуються для розрахунку світового часу.

Тепер фізики змогли зробити такі хронометри ще більш точними. Для цього вчені зібрали хмара з 350 охолоджених атомів ітербію-171, частота коливань якого навіть вище, ніж у цезію-133, і помістили їх в оптичний резонатор. Потім на резонатор направили лазер, який дозволив створити між атомами квантову заплутаність. Це означає, що тепер ці частинки стали пов'язаними: при зміні стану одного атома, автоматично змінювалося стан пов'язаного з ним.

Як тільки атоми вдалося заплутати, вчені направили в хмару другий лазер. За допомогою нього дослідники підсвітили його, щоб виміряти середню частоту коливань атомів. Виявилося, що квантова заплутаність збільшує точність атомного годинника в чотири рази. Згідно з результатами роботи, за 13,8 мільярда років такі пристрої відстануть від еталонного часу менше ніж на 100 мілісекунд.