Останнім часом дослідники також вивчають можливий розвиток молекулярних годинників.Ці системи
«Наша недавня робота – результат багаторічнихзусиль зі створення так званого молекулярного годинника, — розповіла Таня Зелевінскі, одна з дослідниць і авторів нової роботи в інтерв'ю Phys.org. — Ми надихнулися швидким прогресом точності атомного годинника. Молекулярний годинник заснований на іншому “тикучому” механізмі і, таким чином, може бути чутливим до додаткових явищ. Одним із них є ідея про те, що фундаментальні константи природи можуть дуже незначно змінитись з часом. Інша можливість полягає в тому, що гравітація між дуже маленькими об'єктами може відрізнятися від взаємодії у більших масштабах».
Молекулярний годинник, створений Зелевінськи та їїколегами, засновані на двоатомній молекулі Sr₂, що структурно нагадує дві крихітні сфери, з'єднані пружинкою. Годинник спеціально використовують коливальні моди цієї молекули як точний зразок частоти, що, своєю чергою, дозволяє відстежувати час.
Зображення надхолодних молекул, розбитих на атоми, використовувалося дослідниками. Фото: K. H. Leung
«Наш годинник вимагає використання лазерів дляохолодження атомів поблизу абсолютного нуля та утримування їх в оптичних пастках, спонукання їх об'єднуватись у молекули та спрямовувати на них високоточні “вартові” лазери, щоб фактично зробити вимір», - пояснила Зелевінські. — Перевага молекулярного годинника в дуже низькій чутливості до блукаючих магнітних або електричних полів і дуже великий природний час життя коливальних мод».
У дослідженні, опублікованому в журналі PhysicalReview X, Зелевінські та її колеги оцінили точність молекулярного годинника в серії тестів, вимірюючи їх систематичну похибку. Вони виявили, що запропонована ними конструкція значно мінімізувала джерела помилок, а сам годинник досяг загальної систематичної похибки 4,6×10-14, демонструючи особливо високу точність.
Невеликі зрушення положення резонансу годинника залежно від довжини хвилі захоплюючого світла (позначені кольором) обмежують точність вібраційних годинників. Фото: K. H. Leung
Коливальний молекулярний годинник, створенийгрупою дослідників можуть стати стандартом для додатків терагерцової частоти, а також основою для створення нових інструментів молекулярної спектроскопії. Його конструкцію також можна змінити, замінивши молекули Sr₂ іншими ізотопними варіантами (з іншою масою).
«У майбутньому ми сподіваємося застосувати молекулярнігодинник для розуміння молекулярної структури з найвищою точністю та вивчення будь-яких можливих ознак неньютонівської гравітації в нанометрових масштабах», — робить висновок Зелевінскі.
Читати далі:
З'явилося фото всередині другої найглибшої підводної вирви у світі
Подивіться, що сталося з Меркурієм, коли він максимально наблизився до Сонця
Вчені готові визнати нове дерево найстарішим у світі
Автор фото на обкладинці: Alex Berger