Квантовая Метрология- наука об измерениях, базирующихся на квантовых явлениях Осн проблема К м- установление т н естеств системы единиц физ величин на основе фундам констант [1, 2] Гл направления в К м: разработка и реализация квантовых эталонов (КЭ); установление соответствия между размерами единиц, воспроизводимых разл КЭ, а также преемственности между ними и традиц эталонами; выявление и изучение погрешностей КЭ, в т ч вызываемых ограничениями квантового характера (напр, неопределенностей соотношением);поиск квантовых явлений, в к-рых наиб стабильно и с мин погрешностью воспроизводятся значения фундам констант и их комбинаций; уточнение и согласование их значений; развитие методов измерений с наивысшей точностью и мин порогом чувствительности, основанных на квантовых явлениях КЭ единиц физических величин системы СИ Единица времени (секунда) воспроизводится с помощью квантового цезиевого эталона частоты Секунда определяется интервалом, в к-ром укладывается             9 192 631 770       периодов колебаний излучения, соответствующего квантовому переходу между уровнями сверхтонкой структуры атома 133Cs с квантовыми числами F=4 и F=3 В состав национальных эталонов единиц времени и частоты помимо цезиевой атомно-лучевой трубки входят также КЭ на основе водородного генератора Единица длины (метр) В течение более 20 лет единица длины поддерживалась с помощью КЭ на основе длины волны lизлучения 86 Кr С 1983 12-й Генеральной конференцией по мерам и весам рекомендовано новое определение метра, основанное на соотношении l=cnи канонизированном значении скорости света в вакууме с=299 792 458 м/с Для реализации эталона используют, как правило, гелий-неоновый лазер, частота генерации к-рого n измеряется с помощью КЭ секунды Это позволяет связать эталоны единиц времени и длины (см Оптические стандарты частоты)Единица силы тока (ампер) воспроизводится измерением магн индукции методом ядерного магнитного резонанса (ЯМР) на протонах или лёгких ядрах (напр, 4 Не) Магн поле создаётся эталонной катушкой точно измеренной геом конфигурации с рассчитываемым коэф преобразования тока в индукцию поля Воспроизведение ампера реализуется в соответствии с соотношением I=w/Kg',где w - частота сигнала ЯМР, К- постоянная эталонной катушки, g' - гиромагнитное отношение ядра Для протонов g' отличается от идеального значения g=2m р/h (m р - магн момент протона) поправками ~10-5 вследствие экранировки протона в сферич объёме Н 20 Единица эдс (вольт) воспроизводится КЭ, основанном на Джозефсона эффекте[1, 3]; при этом используется соотношениеV = Nv(h/2e),(2) где N - номер ступеньки на вольт-амперной характеристике джозефсоновского перехода (N ~ 103, целое число), n - частота эл-магн излучения, подаваемого на переход Значение (h/2e )устанавливается в результате согласования значений фундам констант [2] Согласованное (1986) значение [4]: h/2e=2,06783461(61)310-15 Вб Единица электрич сопротивления (ом) В КЭ используется квантовый Холла эффект Воспроизводимое квантованное значение сопротивления выражается соотношениемR=h/pe2 (3) где р - целое число (номер плато в квантовом эффекте Холла), отношение h/e2 связано с безразмерной постоянной тонкой структуры: где m0 - магн проницаемость вакуума Значение a может быть установлено независимо от размеров единиц, поддерживаемых эталонами, напр, из измерений аномального магн момента электрона Согласованное (1986) значение: a-1=137,039895(61) [4] Методы измерений с наивысшей точностью и минимальным порогом чувствительности Наиб широко применяется эффект Джозефсона На основе сверхпроводящих квантовых интерферометров ( сквидов )разработаны методы измерений, порог чувствительности к-рых снижен вплоть до ограничений фундам характера Сюда относятся, напр, пиковольтметры (порог чувствительности 10-14 В), пикоамперметры (10-15 A), веберметр (10-19 Вб, т е ~10-5 кванта потока) Из др КЭ следует отметить эталоны, основанные на туннельном эффекте, позволяющем в сканирующем туннельном микроскопе достичь при исследовании профиля поверхности разрешающей способности порядка атомных размеров Лит:1) Современная система эталонов единиц электрических величин на основе фундаментальных физических констант и стабильных физических эффектов, М, 1977; 2) и фундаментальные константы Сб ст, пер с англ, М, 1981; 3) Слабая сверхпроводимость Квантовые интерферометры и их применения [Сб ст], пер с англ, М, 1980; 4) С о h е n Е R, Taylor В N, The 1986 adjustment of the fundamental physical constants, "Revs Mod Phys", 1987, v 59, p 1121; 5) Краснополин И Я, Пудалов В