Алмазные часы без термометра экспресс
Нагрейте обычные кварцевые часы на десять градусов — и они начнут убегать на секунды в сутки. Атомные часы точнее, но занимают целый шкаф. Алмаз с крошечным дефектом — азотной вакансией — обещает точность атомных часов в объёме песчинки. Одна беда: этот дефект очень чувствителен к теплу, как камертон, который меняет тон от температуры воздуха.
В новой работе дефект заставили петь на два голоса сразу. Один голос — электронный, он сильно зависит от тепла. Второй — ядерный, он тепла почти не замечает. Если измерить оба и вычесть один из другого, тепловой сбой сокращается в двести раз. Такой приём похож на то, как моряки в старину определяли долготу: сравнивали местное время с временем в порту, и разница давала точное положение.
Часы из такого алмаза проверяли десять дней подряд при комнатной температуре, сверяя с рубидиевыми атомными часами. Стабильность хода оказалась лучше, чем у любых других твердотельных часов такого размера. Причём теперь главный враг точности — не температура, а слабые магнитные поля и колебания мощности лазера.
Эти алмазные часы не заменят большие атомные эталоны, но могут встать в смартфоны, дроны и спутники, где важны размер и прочность. Маленький алмаз, который не боится тепла, — шаг к тому, чтобы сверхточное время всегда было под рукой.
Азотная вакансия в алмазе настолько чувствительна, что может заметить магнитное поле одиночного электрона на расстоянии десятков нанометров.