Рекордная точность атомных часов на основе лютеция

Исследователи из Национального университета Сингапура разработали новый тип атомных часов, которые отличаются высокой точностью благодаря использованию атомов лютеция вместо традиционных элементов, таких как цезий и рубидий. Лютеций, находящийся в конце ряда лантаноидов, обладает большей атомной массой, что позволяет значительно снизить погрешности в измерениях времени.

Атомная масса лютеция составляет 71, и его отличительные характеристики делают его особенно ценным для создания высокоточных атомных часов. Частота оптического перехода, использующегося в часах с лютециевыми атомами, достигает около 354 ТГц, что в 10 000 раз превышает частоту микроволнового перехода в цезиевых часах. Это сочетание высокой частоты и низкого уровня ошибок позволяет достичь рекордной точности определения времени.

Кроме того, атомы лютеция менее чувствительны к колебаниям магнитных полей и изменениям температуры, что делает новые часы надежными в различных условиях, включая полюсы и тропические регионы. В эксперименте использовался ион изотопа лютеция-176, который удерживался в электромагнитной ловушке, и его колебания измерялись с высокой стабильностью.

Сравнение двух независимых установок показало относительное расхождение частот на уровне 10-19, что является примерно в четыре раза лучшим показателем по сравнению с предыдущим рекордом, установленным на ионах кальция. Данная точность позволит исследовать изменения гравитационного потенциала и применяться в таких областях, как геодезия и проверка общей теории относительности, а также может быть полезна для изучения изменений физических констант. Новая технология работает при обычной комнатной температуре, что делает её перспективной для создания новых эталонов времени.