Фізики створили найточніший годинник на сьогоднішній день
Відомий той факт, що вік Всесвіту складає близько 13.8 мільярда років плюс-мінус кілька сотень мільйонів років. Якщо виміряти такий проміжок часу з допомогою найточніших атомних годин, наявних у розпорядженні людей на сьогоднішній день, то похибка вимірювань може становити від кількох десятків секунд до години часу. Нові годинник, стабільність яких становить 10^18, робить вищезазначені вимірювання часу схожими на дитячі забави. Адже такі годинники можуть визначити вік Всесвіту з точністю менше однієї секунди.
Вимірювання проміжків часу з такою точністю зовсім не потрібно в нашому повсякденному житті. Але в деяких областях, в області фундаментальної фізики, космічної навігації, метрології та сертифікації у галузі високоточної вимірювальної техніки високоточні вимірювання часових інтервалів є основою основ. Сучасні методи високоточного вимірювання часу засновані на вимірах частоти коливання атомів або частоти обертання електронів навколо ядра атома. Але будь-яке зовнішнє вплив електричного або магнітного поля, зміна температури і просто механічне вплив призводять до зміни руху атома та помилки вимірювань, невеликої, але постійної помилки.
Щоб захистити "вимірювальний" атом від зовнішніх впливів, Ендрю Ладлоу (Andrew Ludlow) і його команда з Національного інституту стандартів і технологій (National Institute of Standards and Technology, NIST) використовували метод відомий як "годинник на основі оптичної решітки". Змушуючи світло променя лазера відбиватися від дзеркала, дослідники отримали стоячу хвилю світла, яка формує сітку з мінімумами і максимумами, які є чимось на зразок пастки для атомів.
Атом, що потрапив в таку оптичну пастку, отримує захисну оболонку начебто яєчної шкаралупи, яка в сукупності з іншими методами надійно оберігає його від небажаних зовнішніх впливів. З допомогою променя іншого лазера, сфокусованого на атомі, можна підтримати цей атом на певному енергетичному рівні і з високою точністю виміряти частоту обертання електрона навколо ядра атома. У результаті виходить хронометр, який втратить половину секунди за 31 мільярд років.
Найвища точність нових годин дозволить з їх допомогою виміряти значення гравітаційного червоного зсуву, явища, що дозволяє виміряти відстань в космічних масштабах і висоту щодо об'єкта, який володіє досить сильним гравітаційним полем. З існуючими атомними годинами похибка вимірювання висоти таким способом складе кілька кілометрів, нові ж години дозволять вимірювати висоту з точністю до одного сантиметра.
Закінчивши роботу по створенню нових годин, Ладлоу і його команда почали роботу в напрямку черговий технології вимірювання часу. Але і те, чого вже вдалося досягти вченим на сьогоднішній день, може відкрити абсолютно нові горизонти для досліджень в області фізики, фізики елементарних частинок, і в області астрофізики, в областях, які є основним джерелом знань людства про будову матерії, Всесвіту і інших фундаментальних речей.