Секунда может измениться: атомные часы на лютеции побили мировой рекорд точности

Физики из Национального университета Сингапура создали оптические атомные часы на ионе лютеция-176 с относительной неопределённостью частоты около 1 x 10⁻¹⁹. Это лучший опубликованный результат для оптических атомных часов: устройство настолько стабильно, что потенциальная ошибка в одну секунду накапливалась бы в течение сотен миллиардов лет. Результаты исследования опубликованы в Nature 23 сентября 2026 года.

Ключевое отличие новой системы связано не только с высокой частотой оптического перехода, но и с устойчивостью лютеция к внешним воздействиям. Переход в ионе ¹⁷⁶Lu⁺ гораздо слабее реагирует на изменения температуры и магнитного поля, чем у ряда других элементов. Исследователи также применили метод гипертонкого усреднения, который снижает влияние внешних факторов на частоту часов. В результате система сохраняет точность при гораздо более широких изменениях условий, чем многие предыдущие оптические часы.

Для проверки результата учёные построили две независимые установки и сравнивали их показания в течение 200 часов. Обе системы использовали по одному иону лютеция-176 и лазер с длиной волны 848 нм. Разница между часами соответствовала неопределённости 5,7 x 10⁻¹⁹ — это самый точный результат прямого сравнения двух атомных часов, опубликованный на сегодняшний день. При такой чувствительности возникает необычная проблема: часы уже способны фиксировать гравитационное замедление времени при разнице высот всего в несколько миллиметров.

Новый результат важен не только как рекорд точности. Международное сообщество готовит переход от нынешнего определения секунды через микроволновый переход цезия-133 к оптическому стандарту, а решение о новом определении ожидается не ранее 2030 года. Лютециевые часы пока остаются лабораторной системой, поэтому следующим этапом сингапурской команды станет уменьшение установки и создание транспортабельной версии без заметной потери точности.

Источник: livescience