Текст уведомления здесь

Физики из ФИАН нашли способ улучшить эталон частоты

Ученые из Физического института Академии наук, ФИАН, провели исследования, которые помогут повысить точность проводимых физиками измерений в самых различных опытах. Новые данные, полученные при наблюдении за атомами рубидия, позволят усовершенствовать эталон частоты.
Добавить в закладки
Комментарии
Физики, о работе которых подробно рассказано на сайте института, изучали влияние электрического поля на охлажденные атомы рубидия. Рубидий — это редкий щелочной металл, который используется обычно в качестве катализатора некоторых химических реакций и который так же часто применяется учеными в экспериментах по сверхглубокому охлаждению.

Если создать разреженное облако из атомов рубидия в вакууме и охладить его до очень низких температур, то можно очень точно измерять спектральные характеристики этих атомов. Например, частоту испускаемого ими излучения: чем ниже температура, тем медленнее перемещаются атомы и тем ниже погрешность измерения. А так как холодные атомы в любой лаборатории мира ведут себя совершенно одинаковым образом, то они могут служить и эталоном частоты излучения для калибровки измерительных приборов.

Калибровкой называют процедуру, при которой показания прибора сверяют с эталоном. Однако если погрешность, с которой измеряется эталонная величина, сама по себе слишком велика, то и калибровка будет неточной. Такая погрешность в случае с атомами рубидия возникает, в частности, из-за сдвига их энергетических уровней в электрических полях.

Схема использовавшейся учеными ловушки для атомов рубидия. Изображение: ФИАН-информ


Когда атомное облако, охлажденное до всего нескольких десятитысячных долей Кельвина, попадает в электрическое поле, оно изменяет расположение энергетических уровней атома и меняет частоту излучения. Атомы испускают порции электромагнитных волн, кванты, при переходе из состояния с большей энергией (с более высокого уровня, как говорят физики) в состояние с меньшей энергией. А энергия зависит от электрического поля — эту зависимость называют поляризацией.

Ученые из ФИАН выяснили значение поляризуемости атомов и тем самым заложили фундамент для еще более точных измерений в физике. ФИАН приводит слова Степана Снигирева, научного сотрудника лаборатории оптики активных сред: «Значения поляризуемостей атомных уровней достаточно часто бывают необходимы экспериментаторам. Например, при работе с атомами в ионных ловушках. Понятно, что померить все поляризуемости невозможно, поэтому чаще всего их рассчитывают, исходя из теоретических моделей. И здесь, как вы понимаете, очень важно, чтобы эта теоретическая модель была точной. Своими экспериментами мы очень сильно помогли нашим коллегам-теоретикам, которые на основании наших результатов могут подкорректировать свою модель».
Добавить в закладки
Комментарии
Вам понравилась публикация?
Расскажите, что вы думаете, и мы подберем подходящие материалы