Самые точные атомные часы в истории: достижение физиков из Сингапура

Физики из Центра квантовых технологий (CQT) при Национальном университете Сингапура создали атомные часы с рекордно низкой погрешностью. Исследование группы под руководством профессора Мюррея Барретта опубликовано в журнале Nature 23 сентября 2026 года. Прибор превзошел по показателям существующие стандарты на основе иттербия, стронция и алюминия.

Стабильность иона лютеция

Устройство работает на одиночном ионе лютеция-176. Его атомный переход синхронизируется с лазером на длине волны 848 нанометров. На данный момент CQT — единственная научная группа в мире, использующая этот элемент для измерения времени. Выбор лютеция обеспечивает высокую стабильность: частота «тиканья» почти не зависит от колебаний температуры или магнитных полей. Часы способны сохранять точность как в экстремальной жаре Долины Смерти, так и на антарктическом плато.

Новый предел точности

Ученые зафиксировали неопределенность частоты на уровне 1 × 10⁻¹⁹. При сравнении двух независимых установок в течение 200 часов общая погрешность составила 5,7 × 10⁻¹⁹. Это самый точный результат сопоставления двух приборов в истории метрологии. Часам на лютеции потребовалось бы 300 миллиардов лет, чтобы отклониться от эталона на одну секунду, что в десятки раз превышает возраст Вселенной.

Гравитация и разница в пять миллиметров

Высокая чувствительность позволяет прибору фиксировать гравитационное замедление времени при изменении высоты всего на 5 миллиметров. Согласно общей теории относительности, время течет медленнее там, где гравитация сильнее. Благодаря этой особенности сеть атомных часов можно использовать для нужд релятивистской геодезии: мониторинга таяния ледников или фиксации микроскопических движений земной коры через аномалии гравитационного поля.

Гонка за определение секунды

Действующий стандарт секунды опирается на колебания атома цезия-133. Международное сообщество планирует пересмотреть это определение в пользу оптических часов к 2030 году. Сингапурский проект сейчас лидирует в этой гонке. Для сравнения: в начале 2026 года ученые из Китайской академии наук представили часы на ионах кальция с погрешностью 4,4 × 10⁻¹⁹, что почти в четыре раза уступает показателям системы на лютеции.

Мюррей Барретт утверждает, что созданный ими инструмент — самый точный в мире, и сомневается, что этот предел будет преодолен в обозримом будущем. Сейчас исследователи заняты миниатюризацией установки. Цель — превратить лабораторный комплекс в мобильное устройство, пригодное для высокоточной навигации и фундаментальных физических тестов вне стен научного центра.