MY.UAНовини
Точність годинників змусить людство «переосмислити» секунду
Точність годинників змусить людство «переосмислити» секунду

Точність годинників змусить людство «переосмислити» секунду

Уявіть на мить: що таке секунда? Тік-так на вашому годиннику? Частка хвилини? Ми живемо за секундами, плануємо за ними, вимірюємо ними успіхи та невдачі. Здається, щось, а секунда — величина постійна, непорушна. Та ні. Виявляється, наше сучасне розуміння секунди, засноване на старих добрих цезієвих атомних годинниках, вже не встигає за технологіями. З’явився новий чемпіон часу — оптичний годинник, настільки точний, що поряд з ним нинішній еталон виглядає… ну, скажімо так, трохи неквапливим. І це не просто академічний інтерес, чи знаєте. Це початок тихої революції, яка може змінити наше бачення світу.

Чому секунда раптом стала «не тією»?

Нинішнє визначення секунди, прийняте ще 1967 року, ґрунтується на підрахунку коливань атомів цезію-133. Це було гігантським стрибком уперед порівняно з астрономічними методами! Цезієвий годинник неймовірно стабільний і надійний. Вони — робітники конячки глобальної системи часу, основа Всесвітнього координованого часу (UTC), яким живе вся планета. Довгі роки всі були задоволені.

Але наука не стоїть дома. У лабораторіях по всьому світу зародився новий клас хронометрів — оптичний атомний годинник. У них використовуються інші атоми (наприклад, стронцій, ітербій, алюміній) та лазери, що працюють в оптичному діапазоні частот. А що таке частота? По суті, це кількість «тиків» за секунду. У оптичного годинника ці «тики» відбуваються в сотні тисяч разів частіше, ніж у цезієвих. Уявіть собі маятник: що частіше він гойдається, то точніше можна відміряти короткий проміжок часу. Ось і оптичний годинник дозволяє «нарізати» секунду на неймовірно дрібні часточки.

Наскільки дрібні? Найкращі зразки можуть помилитися менше ніж на секунду за час, що перевищує вік Всесвіту! Порівняно з ними точність у 15-16 знаків після коми у цезієвого годинника здається майже грубою. І ось тут виникає парадокс: у нас є інструменти, які вимірюють час настільки краще існуючого зразка, що сам стандарт стає гальмом. Настав час для апгрейду. У 2022 році метрологічне співтовариство вирішило: час готуватися до нового визначення секунди на основі оптичного годинника. Мета — 2030 рік.

Годинник у валізі: Повернення «Леді Грінвічського часу»?

Здавалося б, що простіше? Є найкращий годинник — беремо його за основу. Але не все так просто. По-перше, оптичний годинник — це не компактні наручні гаджети. Це цілі лабораторні установки: вакуумні камери, найскладніші лазерні системи, кріогенне охолодження, хитромудра електроніка… Все це займає столи, а то й цілі кімнати. І воно неймовірно примхливе.

По-друге, і це головне, щоб встановити глобальний стандарт, потрібно бути абсолютно впевненим, що найкращий годинник у різних лабораторіях світу (а їх поки що менше сотні) показує один і той же час із потрібною точністю. Як їх порівняти? Передавати сигнали оптоволокном або через супутники? Пробували. Виявилося, що перешкоди та затримки в лініях зв’язку вносять похибку, яка зводить нанівець всю надточність самого годинника.

І тут вчені дійшли рішення, яке здається трохи божевільним у XXI столітті. Потрібно фізично привезти один супер-годинник до інших! Пам’ятаєте Рут Белвілл, «Леді Грінвічського часу», яка на початку XX століття розвозила точний час Лондоном зі своїм хронометром? Схоже, її справа живе, тільки тепер замість кишенькового годинника — 800-кілограмові установки, а замість таксі — спеціально обладнаний трейлер чи вантажний відсік літака.

Поїздка із квантовими «яйцями»

Уявіть собі завдання: упакувати установку, де атоми утримуються в «світловій пастці» — такому собі невидимому контейнері з лазерних променів, — і провезти її сотні, а то й тисячі кілометрів, автобанами, через тунелі, а може, й повітрям. Найменший поштовх, вібрація, перепад температури – і вся тендітна система може «розсипатися». Як каже один із учасників проекту, це все одно що везти найніжніші яйця у картонці зі світла, сподіваючись, що вона не пригадується. Мурашки по шкірі, слово честі.

Читайте також -  50 000-літні інструменти можуть вказувати на невідомого предка людини

Саме такий вояж здійснили команди з Німеччини (PTB) і Японії (RIKEN). до Німеччини, у Брауншвейг, для звіряння з ще одним стаціонарним комплексом PTB. Справжнє роуд-шоу високих технологій!

Що показали виміри?

І якими є результати цих безпрецедентних «гастролей»? По-перше, найголовніше: доведено, що транспортабельний оптичний годинник — це реальність. Їх можна перевозити і вони зберігають свою точність. Виміри, зроблені в Німеччині та Великій Британії, практично збіглися. Це величезний крок уперед.

По-друге, порівняння деяких пар годинника показало рекордне в історії узгодження — різниця була на рівні однієї частини на квінтильйон (одиниця з 18 нулями!). Це фантастичний результат, що підтверджує потенціал технології.

Але, як це часто буває у науці, без сюрпризів не обійшлося. Хоча окремі пари годинників «домовилися» добре, при порівнянні всієї групи з чотирьох хронометрів вилізли невеликі, але статистично значущі розбіжності. Звідки вони взялися? Неідеальний контроль температури атомів? Невраховані взаємодії з лазерним випромінюванням? Ефекти оточення? Поки що неясно. І це, мабуть, найцікавіше. Саме такі незрозумілі поки що розбіжності — це точки зростання, які вказують, де ще треба копати, щоб довести технологію до абсолютної досконалості, необхідної для глобального стандарту.

Не лише час: Гравітація на кінчику лазера

Дивовижна точність оптичного годинника відкриває двері і в інші області. Згадаймо Ейнштейна та її загальну теорію відносності. Один із її наслідків — гравітаційне уповільнення часу. Простіше кажучи, що сильніша гравітація, то повільніше тече час. Біля підніжжя гори годинник йде трохи повільніше, ніж на вершині. Різниця незначна — для перепаду висот в 1 сантиметр це приблизно одна квадрильйонна частка відсотка!

Звичайним годинником таке не вловити. А ось оптичним — цілком під силу. Порівнюючи хід двох таких годинників на різній висоті, можна виміряти цю різницю з вражаючою точністю. Це відкриває шлях до створення нового покоління інструментів для геодезії — надточного виміру висот та гравітаційного поля Землі. Уявіть мережу таких годинників навколо вулкана або зони тектонічного розлому. Найменші зміни висоти поверхні, що віщують виверження або землетрус, можуть бути зафіксовані заздалегідь. Звучить як фантастика? Можливо, але робота у цьому напрямі вже триває.

Переписуючи реальність, тик-так за тиком

Отже, що ми маємо? Епічний квест із перевизначення фундаментальної одиниці часу. Вчені створили годинник, що кидає виклик нашому розумінню секунди, і тепер возять ці тендітні шедеври інженерної думки по світу, щоб переконатися в їхній надійності та узгодженості.

Навіщо це все? А потім, що секунда лежить в основі безлічі інших фізичних величин і вимірів — від швидкості світла до сили електричного струму, від маси до калібрування навігаційних систем. Уточнюючи секунду, ми підвищуємо точність усієї фізичної картини світу. Ми хіба що отримуємо можливість «наблизити» зображення дійсності, розглянути деталі, які були приховані в тумані похибок.

Шлях до нового визначення секунди до 2030 ще не пройдено. Будуть нові подорожі годинника, нові порівняння, аналіз даних, пошук джерел розбіжностей. Але перший, найскладніший крок зроблено. Транспортабельний оптичний годинник доказав свою життєздатність. Тихий бунт проти старої секунди набирає обертів. І хто знає, які ще відкриття чекають на цьому шляху до серця часу?

Поділитися
Поділитися сюжетом
Джерело матеріала
Втікач Фірташ втратив ще один титановий актив: держава анулювала спецдозвіл «Мотронівського ГЗК»
Antikor
2025-04-14T21:06:25Z
Подвійний удар: як Трамп мав би відповісти на "ляпас" Путіна
24tv
2025-04-14T21:06:08Z
Україна передала Білому дому пропозиції до угоди про копалини
iPress
2025-04-14T21:04:12Z
У Трампа – мінус 9 кг і немає деменції: лікар Білого дому оприлюднив результати медичного обстеження 78-річного президента
ZN UA
2025-04-14T21:02:41Z
кремль попередив про ескалацією війни в разі постачання Taurus Україні
iPress
2025-04-14T21:02:14Z
Трамп знову звинуватив Зеленського і Байдена у війні в Україні
ГЛАВКОМ NET
2025-04-14T21:01:26Z
Трамп про можливість нових санкцій: Росія й так має обмеження
УкраинФорм
2025-04-14T21:00:32Z
Це була не випадковість, – сенатор прокоментував заяву Трампа про "помилковий" удар по Сумах
24tv
2025-04-14T21:00:05Z
Яхта експрезидента РФ Медведєва несподівано змінила назву та прямує у бік США, — The Moscow Times
Фокус
2025-04-14T20:51:41Z
У Києві та низці областей оголошено повітряну тривогу
ГЛАВКОМ NET
2025-04-14T21:08:55Z
У прифронтових містах є максимум хвилина, щоб сховатися, – Клименко про атаки балістикою
24tv
2025-04-14T21:03:38Z
Хронологія війни — день 1147: бої на фронті сповільнилися, але обстріл триває
Telegraf
2025-04-14T21:01:04Z
На фронті відбулося 82 бойових зіткнення, ворог завдав 86 авіаударів
УкраинФорм
2025-04-14T20:46:04Z
Україну чекає теплий тиждень перед Великоднем
360ua.news
2025-04-14T20:39:12Z
Окупанти систематично використовують хімічну зброю проти українських захисників, — ГУР
Antikor
2025-04-14T20:22:41Z
"Град", гаубиця Мста-Б, склади і не тільки: ССО знищили чимало озброєння та техніки окупантів
24tv
2025-04-14T20:15:21Z
Полонені громадяни Китаю розповіли про ставлення росіян
1News
2025-04-14T19:49:24Z
Росіяни намагаються закріпитися в 2 селах: чи можливий великий наступ на Сумщину
24tv
2025-04-14T19:45:27Z
Зеленський підписав закон про знижку на оплату штрафу від ТЦК
ГЛАВКОМ NET
2025-04-14T21:10:54Z
Антоніо Гауді наблизився до визнання святим — Ватикан визнав його «героїчні чесноти»
Antikor
2025-04-14T21:02:08Z
F-16 не здатні на рівних боротися з російськими Су-35 через слабкі радари і меншу дальність ракет
Antikor
2025-04-14T21:01:08Z
Комендантська година на Великдень: які обмеження планують в областях
24tv
2025-04-14T21:00:17Z
Індія успішно випробувала лазерну зброю для знищення дронів
InternetUA
2025-04-14T20:40:32Z
Тисячі українців перемістили з Німеччини до Польщі
Хвиля
2025-04-14T20:36:40Z
Північна Корея розробляє фрегат, що може стати найбільшим у світі
360ua.news
2025-04-14T20:27:15Z
Зробили все, що могли: військовий розповів, чи можливо вийти у війні на кордони 1991 року
Фокус
2025-04-14T20:15:36Z
Безкоштовне житло для переселенців у Харкові: названі важливі адреси та контакти
Политека
2025-04-14T20:01:44Z
Трек Vivienne Mort знову у трендах: авторка пісні поділилась враженнями
24tv
2025-04-14T20:45:57Z
Не втрималася на ногах: Кеті Перрі здивувала своєю поведінкою після польоту в космос
GlavRed
2025-04-14T20:25:31Z
Кохання витає в повітрі: подруга "засвітила" пристрасний поцілунок Кацуріної та Дантеса
GlavRed
2025-04-14T19:28:44Z
Російська актриса двічі штрикнула ножем свого коханця: їй "світить" 10 років
GlavRed
2025-04-14T19:28:36Z
Чоловіча стрижка кроп – тренд, що не виходить з моди
CutInsight
2025-04-14T19:24:20Z
Встигніть зробити: ідеї манікюру на Великдень, які варто спробувати
24tv
2025-04-14T19:03:32Z
Розслаблять після робочого дня: 3 чудові фільми для вечірнього перегляду
24tv
2025-04-14T18:48:20Z
Несіть валідол! Антоніо Лукіч може зняти «Скажене весілля 4». На що може обернутися ця скажена ідея?
Детектор М
2025-04-14T18:01:46Z
"Щоб Надя стала мамою": Позитив возз'єднався з Надею Дорофєєвою на сцені
GlavRed
2025-04-14T17:28:27Z
Продукти які варто виключити із раціону
360ua.news
2025-04-14T18:03:20Z
Сміттєвий бак замість діалогу: що насправді сталося в Житомирській лікарні та чому
24tv
2025-04-14T17:06:20Z
Як зробити місячні та фіолетові крашанки: прості способи з тіктоку
24tv
2025-04-14T16:18:17Z
Чи замінить штучний інтелект психотерапевта: що думають фахівці про ШІ, який не втомлюється
24tv
2025-04-14T16:03:30Z
З ноги львів'янина витягнути паразита довжиною 11 сантиметрів
24tv
2025-04-14T15:51:00Z
Виробники ліків самі обрали перелік для зниження цін та заробили на цьому, — Фармрада
Telegraf
2025-04-14T15:42:57Z
Pfizer згортає розробку таблеток для схуднення через ураження печінки у пацієнта
Antikor
2025-04-14T15:15:09Z
Не лише Covіd-19: про які проблеми може сигналізувати втрата нюху
Факти ICTV
2025-04-14T15:01:10Z
Чому антибіотики більше не працюють?
360ua.news
2025-04-14T15:00:47Z
Кількість жертв ракетного удару по Сумах зросла до 35 осіб
Комсомольская правда
2025-04-14T21:03:05Z
"Був адреналін ‒ і я зміг": підліток розповів, як рятував пасажирів з палаючого автобуса після удару по Сумах
ZN UA
2025-04-14T20:46:30Z
На Херсонщині російський дрон знищив авто з гуманітарним хлібом
УкраинФорм
2025-04-14T20:46:00Z
Інтернет-аферисти ошукали двох жінок на 38 тисяч гривень
InternetUA
2025-04-14T20:16:34Z
Землетрус викликав паніку в Каліфорнії: тиснява у метро потрапила на відео
Telegraf
2025-04-14T20:15:05Z
Вибухи у Запорізькій області: військові попереджають про пуски керованих авіабомб
Факти ICTV
2025-04-14T19:52:13Z
У Каліфорнії стався землетрус магнітудою 5,2
УкраинФорм
2025-04-14T19:19:42Z
Росіяни атакували дроном цивільне авто в Херсоні, постраждала жінка
УкраинФорм
2025-04-14T19:19:14Z
Школяр із Сум, який врятував пасажирів автобуса після ракетного удару, розповів про свій вчинок
Antikor
2025-04-14T19:10:42Z
Оригінальна і красива: як приготувати крафін – модну паску, якою захоплюються усі
24tv
2025-04-14T20:57:30Z
Готичний будинок на Андріївському узвозі будували "під здачу": чого ще ми не знаємо про "Замок Річарда" і де його знайти
Telegraf
2025-04-14T20:45:03Z
Юридичні пастки при розірванні земельних договорів: що варто знати
Хвиля
2025-04-14T20:06:12Z
В ці дні перед Великоднем вікна мити не можна: притягнете негаразди
24tv
2025-04-14T19:57:40Z
Стане у пригоді усім: як зварити яйця, щоб вони почистилися на раз-два
24tv
2025-04-14T19:42:20Z
Які десерти приготувати на Великдень: три найоригінальніші рецепти солодощів
Gazeta UA
2025-04-14T19:18:28Z
Як перестати бути токсичним чоловіком: практичний посібник
24tv
2025-04-14T19:12:14Z
Чим видалити плісняву з правильної машинки: корисний лайфхак
24tv
2025-04-14T18:51:57Z
Бокс, хокей чи біг: ідеальний спорт для твого знаку зодіаку
24tv
2025-04-14T18:18:36Z
Китай підписав із В’єтнамом 45 угод про співпрацю
УкраинФорм
2025-04-14T21:02:52Z
Державною титановою рудою України торгує британська компанія, пов’язана з родиною радника ексвіцепрем’єра Марейченка
Antikor
2025-04-14T20:57:51Z
Україна отримала майже $1 млрд від Британії за рахунок росактивів
Европейская правда
2025-04-14T20:33:18Z
Найбільший у світі виробник акумуляторів для електромобілів повідомив про зростання прибутку
InternetUA
2025-04-14T19:49:58Z
Україна може частково залишитися без популярних фруктів: у чому причина
GlavRed
2025-04-14T19:28:50Z
Передсвяткове здорожчання: як змінилися ціни на продукти до Великодня
Хвиля
2025-04-14T19:24:58Z
Агентство відновлення отримає майже 1,3 мільярда гривень на завершення 23 об’єктів: кошти виділять із Фонду ліквідації наслідків агресії
Antikor
2025-04-14T19:21:46Z
Гривні в обігу: які банкноти в Україні найпоширеніші
24tv
2025-04-14T19:21:18Z
Українцям пояснили алгоритм дій, якщо банкомат списав і не видав гроші
Хвиля
2025-04-14T19:06:23Z
Дубль Хуліана Альвареса з пенальті приніс Атлетіко перемогу над Вальядолідом
Football.ua
2025-04-14T21:07:59Z
Борнмут із Забарним здобув мінімальну перемогу над Фулгемом
Football.ua
2025-04-14T20:58:31Z
Легенда Реала Лука Модрич став співвласником колишнього клубу АПЛ
24tv
2025-04-14T20:48:58Z
Результативні дії Мактомінея і Лукаку знищили Емполі з Коваленком
Football.ua
2025-04-14T20:46:48Z
«Київ-Баскет» обіграв «Рівне» у матчі 1/2 фіналу Суперліги України
УкраинФорм
2025-04-14T20:46:06Z
Гнабрі залишиться в Баварії на наступний сезон – Плеттенберг
Football.ua
2025-04-14T20:25:40Z
Бєсєдін травмував ахілл
Football.ua
2025-04-14T20:01:53Z
Бруну Фернандеш: Я розчарований партнерами по команді
Football.ua
2025-04-14T19:55:01Z
Тренер збірної України з гімнастики відреагував на скандальне інтерв'ю Ковтуна
ГЛАВКОМ NET
2025-04-14T19:51:20Z
Інсайдер оприлюднив вартість смартфонів Pixel 10: які моделі подорожчають, а які подешевшають
InternetUA
2025-04-14T20:30:23Z
Вперше за історію проєкту: у фотоконкурсі "Вікіпедії" перемогли 5 знімків українських полярників
Фокус
2025-04-14T19:55:36Z
Нейромережа inTouch дзвонить батькам замість вас і оцінює їхній емоційний стан
Antikor
2025-04-14T19:54:30Z
Смертельні вибухи наднових могли двічі знищити життя на Землі
Portaltele
2025-04-14T19:28:16Z
Чому димова сигналізація може спрацьовувати без видимих причин: що з цим робити
24tv
2025-04-14T19:03:02Z
Їй байдуже на війну: хто така Діанка-блогерка та як вона заробляє на своїх підписниках
24tv
2025-04-14T18:39:15Z
Компанію Meta звинувачують у монополії та можуть змусити відмовитися від Instagram та WhatsApp
Детектор М
2025-04-14T18:34:21Z
GSC оприлюднила плани розвитку S․T․A․L․K․E․R․ 2 Heart of Chornobyl
24tv
2025-04-14T18:33:35Z
Хакери можуть отримати доступ до ваших даних через застаріле оновлення
360ua.news
2025-04-14T18:30:49Z
Нова відкрита концепція від GMC — абсолютно не така, як ви очікували
Топ Жир
2025-04-14T20:45:23Z
Загадка для багатьох: чому нові автомобілі більше не мають важеля ручника
GlavRed
2025-04-14T20:25:22Z
Рідкісний V12 AMG виглядає як новий, хоча він майже настільки старий, щоб голосувати
Топ Жир
2025-04-14T20:00:05Z
Продажі електромобілів визначені, і один з лідерів продажів постраждав в першому кварталі
Топ Жир
2025-04-14T19:45:02Z
Секретна функція в авто: навіщо тримати дві кнопки склопідйомників одночасно
Хвиля
2025-04-14T19:43:06Z
В Україні знайшовся покупець найдорожчого авто за $3 мільйони
Топ Жир
2025-04-14T18:15:16Z
Komatsu показала на Bauma 2025 інноваційний кар’єрний самоскид
AutoCentre
2025-04-14T18:01:43Z
Суперкар з дванадцятьою циліндрами забезпечує 30 миль на галон та легко подолає швидкісні лежачі поліцейські
Топ Жир
2025-04-14T18:00:54Z
Найпопулярніші кольори машин в Україні за підсумками першого кварталу 2025
Топ Жир
2025-04-14T17:57:44Z