Будильники теряют счет времени, когда сони бросают их от тумбочки. Та же вещь может произойти с высокой точностью атомные часы, названные часами фонтана. Но в этом случае пол не наносит ущерб; пометка этих крошечных часов прервана столкновениями между атомами. Теперь физики сообщают, что замена цезиевых атомов с твердыми к хиту атомами рубидия предотвращает такие столкновения и существенно улучшает точность этих атомных Старых Верующих.
«Пометка» атомных часов фонтана является тщательно настроенными колебаниями микроволновых печей, сияющих в специальную каверну. Физики проверяют точность часов путем сравнения микроволновой частоты со вторыми часами, сделанными из отдельных атомов. Когда шар приблизительно миллиарда атомов, обычно цезий, начат в каверну, они абсорбируют радиацию от микроволновых печей, поскольку они летят через.
Радиация щелкает атомами в определенную комбинацию колеблющихся внутренних квантовых состояний. Как водные капельки в фонтане, атомы тогда роняют в, и другой взрыв микроволновых печей останавливает внутренний секундомер, обеспечивающий оценку для микроволнового тикера.Но существует выгода – та, препятствующая тому, чтобы атомные часы поддержали совершенное время.
Атомы врезаются друг в друга, поскольку они совершают поездку туда и обратно из и назад в каверну. Каждое столкновение немного изменяет атомный уровень вращения, лишая возможности проверять точность микроволнового тикера больше чем к нескольким наносекундам. Относительно широкие цезиевые атомы сталкиваются особенно часто, говорит физик Йельского университета Курт Гиббле.Джиббл и сотрудник Чед Фертиг, также Йельского университета, придумали лучший дизайн.
Они сообщают в выпуске 21 августа Physical Review Letters, что просто замена цезия с меньшими атомами рубидия уменьшила бы ошибку в атомных часах фонтана фактором 30.Они убедили Криса Экстрома, физика, строящего часы фонтана для американской Военно-морской Обсерватории. «Это поможет моей группе построить лучшие часы», говорит он.