В Университете Колорадо в Боулдере создали прототип оптических часов на солнечном свете

Исследователи под руководством Скотта Диддамса из Университета Колорадо в Боулдере построили оптические часы, в которых ключевым компонентом служит свет Солнца, сообщает newscientist.com. Часы такого типа раньше не создавали. newscientist.comnewscientist.comnewscientist.comОткрыть источник ↗

Вместо изолированного атома эталоном служит процесс в атмосфере Солнца, где солнечный свет вызывает переходы в атомах железа. По мнению авторов, это можно использовать для диагностики изменений скорости Солнца и для изучения процессов на его поверхности.

Как устроены солнечные часы

В обычных оптических часах электрон в атоме колеблется между двумя энергетическими уровнями, а сверхстабильный лазер настраивают на частоту этих колебаний. Затем оптическая частотная гребёнка превращает видимый свет в микроволны, которые обрабатывает обычная электроника.

В новом эксперименте лазер и частотную гребёнку сохранили. Лазер настроили на след, который атомы железа оставляют в спектре солнечного света: линию нейтрального железа около 1565 нанометров. Команда собрала солнечный свет в специальное волокно и направила его в остальную часть установки. Частоту лазера сравнивали с гребёнкой, привязанной к секунде СИ, поэтому система не заменяет эталон времени. newscientist.comnewscientist.comnewscientist.comОткрыть источник ↗

Что показали измерения

По точности часы не соперничают с лучшими атомными оптическими часами. Установка определила положение солнечной спектральной линии с точностью около 30 сантиметров в секунду по лучевой скорости после нескольких тысяч секунд измерений и зарегистрировала пятиминутные колебания Солнца.

Во время частного солнечного затмения в апреле 2024 года команда наблюдала сдвиг в спектре, когда Луна проходила перед Солнцем. Этот эффект известен как эффект Росситера — Маклафлина и связан с вращением звезды.

Если подать на часы свет далёкой звезды, подобные сдвиги могли бы указывать на планеты, обращающиеся вокруг неё. Для этого нужны крупные телескопы диаметром около 25–40 метров и долгое накопление света. Пит Шмидт из Национального метрологического института Германии отмечает, что как астрономический инструмент схема пока не превосходит существующие методы, а для очень далёких звёзд её применение ограничит слабость их света. Преимущества он видит в изучении самого Солнца: эруптивных событий, солнечных пятен и солнечного ветра. newscientist.comnewscientist.comnewscientist.comОткрыть источник ↗