Лазерный луч обычно слегка дрожит, как струна после щипка. В оптических часах эта дрожь превращается в ошибку хода. Инженеры заменили дрожащий свет на ровный — и часы на парах рубидия стали тикать в пять раз ровнее.
Внутри стандарта частоты свет лазера заставляет атомы рубидия поглощать энергию строго определёнными порциями. По числу таких поглощений отсчитывают секунды. Если луч дрожит, атомы путаются, и отсчёт плывёт. Новый лазер, выращенный на кремниевом чипе, даёт свет с шириной линии меньше 10 герц — это как нота, взятая без вибрато. Его качество оценивается добротностью свыше 130 миллионов.
С таким светом атомы рубидия отвечают чётче, и часы набирают точность быстрее. За одну секунду измерения нестабильность составила 2×10⁻¹⁴ — это как отсчитать километр с ошибкой в толщину волоса. Предыдущие версии таких часов давали в пять раз больший разброс. Устройство остаётся компактным и может работать вне лаборатории, например, на спутнике или в полевом оборудовании.
Такой стандарт частоты — шаг к навигации без GPS, где точное время хранится на борту. И к сетям связи, где синхронизация выше, чем сейчас.
Оптические часы настолько чувствительны, что замечают разницу хода времени на высоте одного сантиметра — из-за гравитации Земли.