Исследователи из Калифорнийского университета (University of California) в Лос-Анджелесе создали оптические атомные часы, способные измерять время с точностью до 0,00000000000000027 (270 квинтиллионных долей) секунды. Размер часов составляет всего один куб. см., что позволяет размещать их на обычных кремниевых платах и интегрировать практически в любые электронные устройства.

Прошлые подобные разработки ученых имели размеры, сопоставимые с системным блоком персонального компьютера и использовали оптическое волокно для передачи лазерных импульсов. Благодаря технологии, похожей на способ изготовления микропроцессоров, ученым удалось уменьшить оптические атомные часы до размеров одного чипа, сохранив точность измерений на уровне самых высоких научных стандартов.

Атомные, в том числе и оптические атомные, часы измеряют время, используя собственные гармоничные колебания отдельных атомов различных элементов. При этом оптические атомные часы теоретически способны обеспечить точность измерений, на несколько порядков превышающую аналогичную у обычных атомных часов.

Фото: Matthew Chin

Точность измерения времени чрезвычайно важна для многих научных исследований. К примеру, созданные физиками миниатюрные оптические часы могут помочь астрономам с поиском экзопланет при помощи космических телескопов, дав возможность регистрировать движение объектов, в сто раз меньших, чем минимально доступные для детектирования с помощью существующей техники.

Более точное измерение времени также важно для систем, позволяющих определять расстояние до объектов, — радаров и лидаров. По словам ученых, их миниатюрные часы могут стать незаменимыми в беспилотных автомобилях или летательных аппаратах для обеспечения сверхточной навигации. Кроме того, они позволят существенно повысить точность спутниковых навигационных систем вроде GPS или ГЛОНАСС.

Помимо прикладного применения, оптические часы могут иметь и фундаментальное значение для науки. С их помощью можно с рекордной точностью измерить значение некоторых физических констант — отношений между различными величинами, которые одинаковы во всей Вселенной и не задаются никакими физическими законами. Это откроет возможности для более точной проверки таких фундаментальных физических теорий, как Стандартная модель или общая теория относительности.