Магия волны кадмия

Исследователи экспериментально определили свойство кадмия называемые магические волны, который считается необходимым для развития самых точных часов не предусмотрено. Исследователи надеются, что это может обеспечить простую и надежную атомные часы настолько точны, что они могут быть использованы для улучшения нашего понимания существующих теорий и даже тест новой физики.

В какое время его делать? Как насчет сейчас? Время постоянно меняется, но это не постоянно меняется. Это звучит странно, но со времен Эйнштейна мы знаем, что время протекает с разной скоростью в зависимости от того, где вы находитесь. Это в основном из-за влияния силы тяжести, тем сильнее гравитация в вашем районе замедление течения времени зависит от того, где гравитация слабее. Для нас эта разница незаметная, но очень точные атомные часы могут измерить его.

Эти незаметные различия в скорости течения времени далеко не менее тривиально. Точные измерения времени, на самом деле может помочь исследователям измерить соответствующие величины, которые касаются того, как течет время в определенном месте. Например, учитывая то, как увеличивается гравитационная сила изменяет с течением времени, плотность материала ниже ваших ног может быть точно измерена с достаточно точные часы. И такого рода информация может быть полезна тем, кто изучает вулканы, тектоника плит и землетрясений.

Однако для измерения времени в точности, необходимой для таких целей, является чрезвычайно сложной задачей. Состояние искусства атомные часы на основе колебаний атомов, таких как цезий, например, работы с сомнениями напротив точности, в регионе 1х10-16 или 16 десятичных разрядов. Это чрезвычайно точный для измерения расстояния и, следовательно, используется в нынешней глобальной системы позиционирования (GPS технологии). Но исследователи стремиться к еще большей точности, и один вид часы могут быть в состоянии предложить неопределенности как низко как 1х10-19 или 19 знаков после запятой. Оптических решетчатых часов обещает предложить такой точности.

Впервые предложил профессор Хидэтоси Катори из отдела прикладной физики в 2001 году, идея заключается в ловушку большого количества атомов в решетке лазеров. Со многими атомами в ловушке их вибрации могут быть измерены одновременно, что значительно повышает точность измерения времени. Изотопы кадмия являются идеальными, поскольку они имеют некоторые свойства, которые помогают снизить уровень шума в такой квантовой системы. Но для того, чтобы создать часы, основанные на этом принципе есть несколько препятствий, чтобы преодолеть, и ученые просто прыгали.

«Мы экспериментально определили так называемые магические волны’ для кадмия, который является одним из важнейших параметров работы оптической решетки часы», — сказал научный сотрудник Ацуши Ямагути с РАЙКЕНОМ. «На решетки часы оптической решетки, созданные по интерференции лазерного света, длина волны которого связана с атомами решетки должен держать. Оптимальный или ‘магия’ длина волны для создания решетки вокруг кадмий изотопов составляет около 419.88 нанометров, что практически совпадает со значением 420.10 нанометров мы первоначально прогнозировали».

Одна важная особенность изотопов кадмия, что делает их идеальными для решетчатых часов заключается в том, что они более устойчивы к изменениям в их среде, чем у многих других атомов и изотопов. Научных работников приложение целью является возможность производить измерения в различных местах с тем же устройством, то есть он должен быть достаточно портативный, так что это помогает быть надежным. С теорией на месте, в настоящее время исследователи хотят оценить производительность таких часов.

«Тщательной и детальной оценки является обязательным, поэтому ученые в различных областях могут воспользоваться этот высокоточный прибор», — пояснил Катори. «Такое устройство даст нам возможность учиться и, возможно, в один прекрасный день бросить вызов устоявшимися представлениями в космологии, таких, как общая теория относительности и, возможно даже фундаментальные константы природы».