ПРЕЦИЗИО́ННЫЕ ИЗМЕРЕ́НИЯ

ПРЕЦИЗИО́ННЫЕ ИЗМЕРЕ́НИЯ, из­ме­ре­ния, про­во­ди­мые с очень вы­со­кой точ­но­стью, т. е. с ре­корд­но ма­лой по­греш­но­стью. С наи­мень­шей от­но­си­тель­ной по­греш­но­стью мож­но из­ме­рять вре­мя или час­то­ту (мет­ро­ло­гич. по­греш­ность ок. 10^–13), а так­же ухо­ды час­то­ты ла­зе­ра (от­но­си­тель­ная по­греш­ность 10^–15 за вре­мя по­ряд­ка 1 с).

Ме­то­ды точ­но­го из­ме­ре­ния вре­ме­ни и син­хро­ни­за­ции ча­сов ис­поль­зу­ют­ся в ра­дио­ин­тер­фе­ро­мет­рии со сверх­длин­ной ба­зой, даю­щей уг­ло­вое раз­ре­ше­ние 0,04″ , для хро­но­мет­рии пуль­са­ров и кос­вен­но­го до­ка­за­тель­ст­ва из­лу­че­ния гра­ви­тац. волн (Р. Халс и Дж. Тей­лор), для ла­зер­ной ло­ка­ции Лу­ны с точ­но­стью ок. 3 см, для соз­да­ния даль­ней кос­мич. свя­зи с КА, за­пу­щен­ны­ми к ок­раи­нам Сол­неч­ной сис­те­мы. Кро­ме то­го, стан­дар­ты час­то­ты ис­поль­зу­ют­ся для прак­тич. реа­ли­за­ции эта­ло­на мет­ра (c по­греш­но­стью 10^–11), эта­ло­на воль­та на Джо­зеф­со­на эф­фек­те с по­греш­но­стью 10^–8, из­ме­рения воз­мож­но­го мед­лен­но­го из­ме­не­ния со вре­ме­нем (дрей­фа) фун­дам. кон­стант (Ф. Ри­ле).

П. и. по­зво­ли­ли с вы­со­кой точ­но­стью оп­ре­де­лять ма­лые сме­ще­ния мак­ро­ско­пич. объ­ек­тов. Так, с по­мо­щью сверх­про­во­дя­ще­го ём­ко­ст­но­го дат­чи­ка с за­зо­ром 4 мкм бы­ло из­ме­ре­но сме­ще­ние ок. 10^–18 м за 1 с (В. Б. Бра­гин­ский и др.); в гра­ви­тац. ан­тен­не на ба­зе ин­тер­фе­ро­мет­ра Май­кель­со­на с дли­ной пле­ча 4 км дос­тиг­ну­то раз­ре­ше­ние сме­ще­ния 10^–18 м за вре­мя 0,01 с (Б. Эб­ботт и др.). Это все­го лишь на по­ря­док боль­ше стан­дарт­но­го кван­то­во­го пре­де­ла (СКП), ко­то­рый воз­ни­ка­ет при не­пре­рыв­ном из­ме­ре­нии ко­ор­ди­на­ты из-за не­оп­ре­де­лён­но­стей со­от­но­ше­ний. Для пре­одо­ле­ния СКП раз­ра­бо­та­ны ме­то­ды кван­то­вых не­воз­му­щаю­щих из­ме­ре­ний.

П. и. в кван­то­вой элек­тро­ни­ке яв­ля­ют­ся так­же экс­пе­ри­мен­ты с оди­ноч­ны­ми ато­ма­ми и фо­то­на­ми (С. Арош, Д. Уайн­ленд; Но­бе­лев­ская пр., 2012). Ато­мы (или ио­ны) удер­жи­ва­ют­ся в ло­вуш­ке, и ме­то­да­ми ла­зер­но­го ох­ла­ж­де­ния их темп-ру мож­но по­ни­зить до суб­ге­лие­вых тем­пе­ра­тур. Кван­то­вым со­стоя­ни­ем ох­ла­ж­дён­но­го ато­ма мож­но управ­лять ис­поль­зуя два (ре­же три) дол­го­жи­ву­щих энер­ге­тич. уров­ня. Та­кие оди­ноч­ные хо­лод­ные ато­мы об­ла­да­ют не­уши­рен­ны­ми кван­то­вы­ми пе­ре­хо­да­ми, что ис­поль­зу­ет­ся для ста­би­ли­за­ции оп­тич. час­то­ты ла­зе­ра. Пе­ре­пу­тан­ные со­стоя­ния не­сколь­ких ох­ла­ж­дён­ных ио­нов бы­ли ис­поль­зо­ва­ны (Уайн­ленд с со­труд­ни­ка­ми) для улуч­ше­ния ста­биль­но­сти час­то­ты ла­зе­ра. В ча­ст­но­сти, бы­ло за­фик­си­ро­ва­но из­ме­не­ние час­то­ты ге­не­ра­то­ра из-за под­ня­тия его на 30 см в гра­ви­тац. по­ле Зем­ли в со­от­вет­ст­вии с пред­ска­за­ни­ем тео­рии от­но­си­тель­но­сти. Уайн­ленд с со­труд­ни­ка­ми по­ка­за­ли воз­мож­ность ис­поль­зо­ва­ния не­сколь­ких ио­нов в ло­вуш­ках в ка­че­ст­ве ку­би­тов в кван­то­вом ком­пь­ю­те­ре. На ос­но­ве взаи­мо­дей­ст­вия оди­ноч­ных ато­мов с элек­тро­маг­нит­ным из­лу­че­ни­ем реа­ли­зо­ва­но кван­то­вое не­воз­му­щаю­щее из­ме­ре­ние оди­ноч­но­го фо­то­на в ре­зо­на­то­ре (С. Арош).