Ученые будут использовать атомные часы для поиска темной материи

Ученые заявили о том, что двойные атомные часы, которые были созданы в США, ускорили работу подобных устройств измерения времени в 10 раз, что позволит использовать их для поиска таинственной темной материи. Выводы ученых были опубликованы в статье в журнале Nature Photonics.

Ионы в атомных часах находятся в специальной "ловушке" , охлажденные до температур, близких к абсолютному нулю. Ученые "стреляют" по этим ионам из лазера, заставляя их колебаться между возбужденным и "нормальным" энергетическими состояниями. Подобные конструкции позволяют достичь невероятной точности измерения времени - современные атомные часы начинают запаздывать или спешить на секунду лишь через миллиарды лет.

Теперь же исследователям удалось в 10 раз улучшить этот результат, создав атомные часы на основе атомов иттербия. Кроме того, исследователи ликвидировали главный недостаток часов - небольшие колебания в частоте лазерных импульсов, так называемый "шум Дика", которые периодически возникают при работе даже самых точно настроенных лазеров.

Достигнутой точности измерения - 1,5 частей на квинтильон "тиков" – и скорости работы часов должно хватить для решения одной из самых амбициозных задач современной физики – поисков и раскрытия сущности темной материи, на чью долю приходится 75% массы Вселенной.

По мнению исследователей, пролет крупных "комков" темной материи через Землю должен замедлять течение времени в тех частях планеты, через которые они пролетели. Атомные часы, обладающие достаточно высокой точностью и скоростью работы, смогут обнаружить эту аномалию и таким образом подтвердить, что темная материя существует. Кроме того, сверхточные часы помогут физикам уточнить значения многих фундаментальных констант и переопределить килограмм и метр.

Ранее ученые предположили наличие вокруг Земли "волос" из темной материи. Волоски темной материи обладают корнями, которые располагаются примерно в миллионе километров от поверхности Земли, и кончиками, расположенными в двух миллионах километров. Концентрация частиц в корнях является наивысшей, до миллиарда раз выше среднего.