Российские учёные создают ядерные часы нового поколения в 100 раз точнее прежних
Национальный центр физики и математики работает над суперточными ядерными часами нового поколения. Они будут востребованы в космической отрасли, для квантовых сетей и современных систем связи.
Почему обычных атомных часов стало недостаточно
Спутники, сети мобильной связи и интернета, системы навигации – всё это работает благодаря атомным часам, которые отсчитывают время с точностью до миллиардных долей секунды. Эти часы синхронизируют сложные системы по всему миру.
Но технологии уходят вперёд. Для квантовых компьютеров, квантовых сетей и будущих космических систем такая точность уже недостаточна. Нужны ядерные часы, которые могут измерять время в 100 раз точнее, чем современные атомные.
Российские учёные из Национального центра физики и математики приблизились к созданию именно такого устройства. Чтобы не допустить отставания от технологической гонки, России нужно было создать свои часы, не полагаясь на иностранные разработки.
Чем ядерные часы отличаются от обычных
В обычных атомных часах точность хода достигается за счёт использования колебаний электронов в атоме. Ядерные часы работают по другому принципу – они используют колебания самого ядра атома, которые намного стабильнее и регулярнее.
Представьте, что ядерные колебания – маятник часов, но спрятанный внутри, защищённый и не подверженный внешним помехам. Благодаря этому ядерные часы могут отсчитывать время так точно, что ошибка составит всего одну секунду за десятки миллиардов лет.
Для чего нужны такие точные часы
В космосе ядерные часы будут помогать кораблям и зондам ориентироваться, когда сигнал от земных систем навигации недоступен. В глубине космоса спутник не может положиться на Глонасс или спутники GPS – ему нужны собственные часы, которые будут вести его к цели с абсолютной точностью.
В квантовых сетях связи – системах, которые будут передавать информацию защищенными каналами – нужна синхронизация до миллионных долей наносекунды. Обычные часы здесь не справятся, зато ядерные часы обеспечат эту синхронизацию.
В наземных системах связи ядерные часы помогут банкам и финтех-компаниям сделать расчёты ещё более надёжными. Сегодня многомиллионные транзакции зависят от точности синхронизации времени на разных серверах. Более точные часы уменьшат погрешности и сделают системы более защищёнными.
Перспективы на ближайшие годы
В мировой науке идёт постоянное совершенствование стандартов времени. И Россия успешно выходит в лидеры по этому направлению.
В ближайшие несколько лет учёные завершат разработку опытных образцов ядерных часов и начнут их испытания в реальных условиях – в космических аппаратах, на наземных станциях, в лабораториях по квантовым технологиям.
Если испытания будут успешными, ядерные часы начнут встраивать в российские спутники и космические зонды. Затем технология может распространиться на наземные системы, которые управляют сетями связи и финансовыми платформами.
