Учёные создали самые точные атомные часы в истории, способные измерять время с точностью до 19 знаков после запятой. Устройство работает на основе колебаний атомов лютеция и на 41% превосходит предыдущий рекорд. Результаты исследования 23 сентября опубликовал журнал Nature, сообщает Live Science.
Атомные часы используют с 1950-х годов. Первые модели создавали на радиоактивных изотопах цезия, а в 1968 году Международное бюро мер и весов закрепило определение секунды через излучение цезия-133. Одна секунда соответствует 9,19 млрд колебаний атома этого изотопа.
Позднее для таких приборов начали применять другие радиоактивные металлы, включая иттербий и стронций. Атомные часы стали основой работы GPS, интернета и военных технологий. Однако даже современные устройства испытывают влияние температуры, магнитных полей и гравитации.
Новая модель на основе лютеция-176 значительно слабее реагирует на внешние условия. Она продолжает работать при изменении внешней температуры на 5 градусов, тогда как для некоторых других элементов требуется поддерживать температуру с точностью до нескольких тысячных долей градуса. Исследователи также применили метод гипертонкого усреднения, который уменьшает воздействие окружающей среды, включая гравитационные поля.
Физик Национального университета Сингапура Мюррей Барретт сравнил создание точных часов с ультрамарафоном, где изотоп выступает в роли бегуна. «Our job is to make sure the runner can go the distance. Lutetium, as it turns out, is a natural born endurance athlete,» — сказал он Live Science по электронной почте.
Разработчики считают, что такие часы могут стать новым эталоном Международной системы единиц. Международное бюро мер и весов ожидает пересмотра определения секунды в 2030 году на основе современных атомных часов, и лютеций пока считается главным кандидатом по точности. Кроме того, устройство позволит проверить, остаются ли неизменными фундаментальные физические константы, включая гравитационную постоянную G.