В Национальном институте стандартов и технологий (NIST) в Колорадо ввели в эксплуатацию атомные часы NIST-F4, которые устанавливают новые стандарты точности. Если бы эти часы работали с эпохи динозавров, около 100 миллионов лет назад, отклонение составило бы менее одной секунды. Это не только укрепляет точность мирового времени, но и напрямую влияет на повседневные технологии: банковские транзакции, навигацию дронов, синхронизацию интернет-серверов и точность смарт-часов.
Основой NIST-F4 служит цезий — редкий металл, чьи атомы колеблются с постоянной частотой под воздействием микроволн. Это похоже на облако из тысяч атомов, охлаждённых лазерами почти до абсолютного нуля, поднимающихся вверх и дважды проходящих через микроволновую камеру. Первый импульс задаёт атомам естественный ритм, а второй — проверяет правильность настроек. Если частота микроволн отклоняется, система автоматически регулирует её. После этого устройство отсчитывает 9 192 631 770 колебаний — столько необходимо для определения одной секунды.
Эти часы — не просто лабораторный эксперимент, а часть глобальной системы, регулирующей всемирное время (UTC). В настоящее время около 20 таких установок работают в 10 странах, преимущественно в научных центрах. Вместе с предыдущей моделью NIST-F3, NIST-F4 гарантирует стабильность официального времени США (UTC(NIST)), что важно для синхронизации фондовых бирж, спутников и даже энергетических сетей. «Любая ошибка может нарушить как национальные, так и мировые системы», — подчёркивает Владислав Гергинов, физик NIST.
Создание NIST-F4 потребовало многих лет: инженеры реконструировали микроволновую камеру с точностью до 5 микрон (в пять раз тоньше человеческого волоса), добавили системы для защиты от температурных перепадов и магнитных полей, а затем месяцами сверяли работу с другими атомными часами. Результат — погрешность всего 2,2 на 10 миллионов миллиардов, что сравнимо с лучшими мировыми стандартами.
Несмотря на планы перехода к более точным «оптическим часам», цезиевые часы останутся эталоном. Как отметила Лиз Донли, руководитель отдела времени и частоты NIST: «Это технология, которая незаметно, но постоянно влияет на наш повседневный мир — от смартфонов до межконтинентальных перелётов».
Источник: iXBT
