Иттербиевые часы сравнялись в точности с цезиевыми атомными часами

Группа исследователей из Национального института стандартов и технологий (США) создала атомные часы на базе изотопа иттербия ¹⁷¹Yb, которые по своим характеристикам не уступают американскому эталону частоты и времени — цезиевым часам NIST-F1.

Выбранный учеными изотоп имеет полуцелое значение спина, что позволяет исключить некоторые составляющие суммарной погрешности часов, которая накапливалась в предыдущих экспериментах с изотопом ¹⁷⁴Yb (бозоном). В опытах использовалось около 30 тысяч атомов, охлажденных до 15 мкК и захваченных в оптическую решетку. Переходы между двумя выбранными энергетическими уровнями осуществлялись при участии лазера, который «тикал» с частотой около 518 ТГц (рассчитанное авторами по результатам нескольких экспериментов точное значение частоты — 518 295 836 590 865 Гц).

Важным преимуществом иттербиевых часов является то, что они работают в оптическом диапазоне частот (используемому переходу соответствует длина волны 578 нм). Цезиевые часы используют микроволновые переходы и делят секунду на меньшее число равных частей.

Лучшие из современных оптических атомных часов строятся на основе отдельных ионов (заряженных атомов). При этом часы на базе нейтральных атомов, подобные рассмотренным выше, усредняют сигнал от десятков тысяч изотопов, что дает им потенциально бóльшую стабильность.

Полная версия отчета ученых будет опубликована в журнале Physical Review Letters; препринт статьи можно скачать с сайта arXiv. Необходимо отметить, что практически одновременно с американскими исследователями свою работу, также связанную с созданием часов на базе изотопа ¹⁷¹Yb, представила группа японских специалистов; их статья опубликована в журнале Applied Physics Express.

Дмитрий Сафин, www.computerra.ru