Крупный прорыв в области ядерных часов прокладывает путь к сверхточному измерению времени

Международная исследовательская группа под руководством ученых из JILA, совместного института Национального института стандартов и технологий (NIST) и Университета Колорадо в Боулдере, продемонстрировала ключевые элементы ядерных часов. Ядерные часы — это новый тип устройства для измерения времени, который использует сигналы из ядра атома. Результаты исследования были опубликованы в выпуске журнала Nature от 4 сентября в качестве заглавной статьи. Учёные использовали специально разработанный ультрафиолетовый лазер для точного измерения частоты скачка энергии в ядрах тория, встроенных в твердый кристалл. Они также использовали оптическую частотную гребенку, которая действует как чрезвычайно точная световая линейка, для подсчета количества циклов ультрафиолетовой волны, которые создают этот скачок энергии. Хотя эта лабораторная демонстрация не является полностью разработанными ядерными часами, она содержит все основные технологии для них.

Уточнение расчётов на сколько быстрее идет время на Луне

Группа физиков из Лаборатории реактивного движения NASA в Калифорнийском технологическом институте точнее подсчитала, насколько быстрее время течет на Луне, чем на Земле. Статья, описывающая математику, которую они использовали для расчетов, и их результаты, была размещена на сервере препринтов arXiv. Обнаружено, что время на Луне идет на 0,0000575 секунд быстрее в день (57,50 мкс/д), чем на Земле. На основе этого числа можно сделать и другие расчеты — например, если бы человек прожил на Луне 274 года, он был бы на 5,76 секунд старше, чем если бы он жил на Земле все это время.

Получен симулятор обращения времени для квантовой эволюции

Исследовательская группа построила когерентную суперпозицию квантовой эволюции с двумя противоположными направлениями в фотонной системе и подтвердила ее преимущество в характеристике неопределенности ввода-вывода. Исследование было опубликовано в Physical Review Letters. Учёные построили класс процессов квантовой эволюции в фотонной установке, расширив обращение времени до инверсии входа-выхода квантового устройства. При замене входных и выходных портов квантового устройства полученная эволюция удовлетворяет свойствам обращения времени исходной эволюции, тем самым получая симулятор обращения времени для квантовой эволюции. Далее физики квантовали направление времени эволюции, достигнув когерентной суперпозиции квантовой эволюции и ее обратной эволюции. Они также охарактеризовали структуры, используя методы квантового свидетеля.

Астрофизики объяснили, почему сутки на Земле были постоянными 19,5 часов на протяжении более миллиарда лет

Группа астрофизиков из Университета Торонто обнаружила как медленное и постоянное удлинение земного дня, вызванное приливным притяжением Луны, было остановлено более чем на миллиард лет. Показано, что примерно с двух миллиардов лет назад и до 600 миллионов лет назад атмосферный прилив, вызванный солнцем, противостоял влиянию Луны, поддерживая постоянную скорость вращения Земли и постоянную продолжительность дня в 19,5 часов. Без этой паузы в миллиард лет в замедлении вращения Земли наши нынешние 24-часовые сутки растянулись бы до более чем 60 часов. Исследование, описывающее результат «Почему день длится 24 часа; история теплового прилива, состава и средней температуры атмосферы Земли», было опубликовано сегодня в журнале Science Advances.

Квазары показывают, что вскоре после Большого взрыва Вселенная двигалась в пять раз медленнее

Ученые впервые наблюдали, как ранняя Вселенная движется в чрезвычайно медленном движении, раскрыв одну из тайн расширяющейся Вселенной Эйнштейна. Исследование опубликовано в журнале Nature Astronomy. Общая теория относительности Эйнштейна означает, что мы должны наблюдать, как далекая — и, следовательно, древняя — Вселенная движется намного медленнее, чем сегодня. Однако заглянуть в прошлое так далеко оказалось невозможным. Теперь ученые разгадали эту тайну, используя квазары в качестве «часов».

С рекордным уровнем точности продемонстрировано прямое сравнение часов на оптической решетке со сжатым спином

Хотя лучшие на сегодняшний день оптические атомные часы могут использоваться для проведения чрезвычайно точных измерений, они по-прежнему ограничены шумом от статистики вращения многих атомов, которые они опрашивают, известным как квантовый проекционный шум (QPN). Но, используя истинно квантовую природу этих систем, можно запутать атомный образец, чтобы обойти этот предел QPN. Теперь исследователи сообщили о первых прямых наблюдениях часов на оптической решетке, работающих ниже классического предела QPN, с усреднённым уровнем точности измерения до 17 порядков! Соответствующее исследование также опубликовано на сервере препринтов arXiv.

Высокоточные терагерцовые молекулярные часы

Молекулярные часы основаны на двухатомной молекуле Sr₂, структурно напоминающей две крошечные сферы, соединенные пружинкой. Часы специально используют колебательные моды этой молекулы в качестве точного эталона частоты, что позволяет отслеживать время. Часы требуют использования лазеров для охлаждения атомов вблизи абсолютного нуля и удерживания их в оптических ловушках, побуждая их объединяться в молекулы и направляя на них высокоточные «часовые» лазеры, чтобы фактически произвести измерение.

Обнаружение информации о молекулярных вибрациях быстрее и лучше за счёт растягивания времени

Благодаря профессору Идегучи и его команде из Токийского университета теперь стало возможным получать высокоскоростные спектральные данные с высоким разрешением. Команда разработала метод инфракрасной спектроскопии с растяжением во времени с преобразованием с повышением частоты (UC-TSIR), который может измерять инфракрасные спектры с 1000 спектральными элементами со скоростью 10 миллионов спектров в секунду. Работа опубликована в журнале Light: Science & Applications.

Новый способ измерения времени с использованием состояний Ридберга

Исследователи провели серию экспериментов, в ходе которых тестировали метки времени, чтобы выяснить, можно ли их использовать в качестве нового способа измерения времени. Каждый из них включал возбуждение атомов гелия лазерным импульсом вместе с короткими импульсами ультрафиолетового света, что позволяло измерять спектр. Они обнаружили, что их «часы», как они их называли, могут работать таким образом, что позволяют измерять до 81 пикосекунды и что их погрешность не превышает восьми фемтосекунд.

Эксперимент о биологическом восприятии стрелы времени

Течение времени из прошлого в будущее — центральная черта нашего восприятия мира. Но именно то, как это явление, известное как стрела времени, возникает из-за микроскопических взаимодействий между частицами и клетками, остается загадкой, которую исследователи из Инициативы теоретических наук Университета Нью-Йорка (ITS) помогают разгадать, опубликовав новую статью в журнале Physical Review Letters. Выводы могут иметь важные последствия в различных дисциплинах, включая физику, нейробиологию и биологию.