Новейшие атомные часы установили новый стандарт точности

Американские учёные из штата Колорадо представили ультраточные атомные часы нового поколения — NIST-F4. По точности они превосходят все предыдущие разработки. Их погрешность настолько мала, что даже если бы часы начали отсчёт во времена динозавров, сейчас бы отставание составило менее одной секунды.

В этом месяце устройство было передано на сертификацию как новый «базовый стандарт частоты» — высший уровень точности при измерении времени. Благодаря этому США вновь вошли в число стран, обладающих эталонными атомными часами.

NIST-F4 работает по иному принципу, чем обычные часы. В основе — колебания атомов цезия, охлаждённых лазерами почти до абсолютного нуля. Атомы поднимаются вверх, словно фонтан, проходя через микроволновое поле с точно настроенной частотой. Изменение состояния атомов фиксируется как «тик», а секунда состоит из 9 192 631 770 таких импульсов — это и есть официальное определение секунды.

Эти часы поддерживают национальную временную шкалу США (UTC(NIST)) и участвуют в формировании глобального времени UTC. Проект стал результатом долгих исследований, начатых ещё в 1990-х годах с моделью NIST-F1. После того как в 2016 году её точность снизилась из-за переезда лаборатории, учёные полностью переработали ключевой элемент — микроволновую камеру.

Работа заняла несколько лет, но в итоге NIST-F4 достиг невероятной точности — отклонение составляет лишь малую долю толщины человеческого волоса. Пока идёт сертификация новой модели, параллельно продолжает работать предыдущая версия — NIST-F3, что обеспечивает стабильность и надёжность всей системы.