Два состояния атома стронция — как два близнеца, которые бегут по одной дорожке, но один чуть выше другого. Обычно свет, которым управляют атомами, одного близнеца подталкивает сильнее, другого слабее. Здесь подобрали длину волны 813 нанометров — «магическую», при которой оба получают одинаковый толчок.
В приборе атомы стронция запускали одновременно в двух состояниях: основное и возбуждённое. Оба прошли через систему световых импульсов, которые разделяли и снова сводили их траектории. Измерили разность фаз — получилась нулевой с точностью 30 миллирадиан. Это значит, что в свободном падении оба состояния ускоряются одинаково с точностью до $10^{-5}$.
Тот же прибор измерил силу, с которой свет тянет возбуждённое состояние, и нашёл длину волны 478,95 нанометра, на которой эта сила исчезает. Такой инструмент может стать основой для сверхчувствительных датчиков силы и новых проверок гравитации с помощью квантовых часов.
Магическая длина волны 813 нм подобрана так, что свет одинаково действует на оба состояния стронция, хотя их энергии различаются на оптический квант.