Optyczny zegar atomowy

Brytyjscy naukowcy opracowywują najbardziej precyzyjny na świecie zegar atomowy, który teoretycznie będzie tak dokładny, że mylić się będzie maksymalnie o 1 sekundę na 1 miliard lat. Wykorzystywać będzie zachowanie się zimnych atomów, których ruch będą monitorowały ultraszybkie lasery.

Nad projektem pracuje siedem labolatoriów, jednakże największe postępy należą do National Physical Labolatory. Doprowadziło to do tego, że w magazynie naukowym Science padło stwierdzenie, iż wkrótce będzie trzeba redefiniować jednostkę czasu.

"Jest to wybitne osiągnięcie, największe jakiego dokonał nasz zespół, z pewnością najważniejsze w 104-letniej historii NPL" - mówi profesor Patric Gill, przewodniczący badaniom nad nowym zegarem.

Obecne zegary atomowe wykorzystują do działania skoki atomów cezu na różnych poziomach energetycznych. Podczas akcji wydzielają mikrofale. Czas, który upłynie w czasie wykonywania 9,2 miliarda skoków atomów zwany jest sekundą. Zaletą tych zegarów jest więc ich dokładność dochodząca nawet do błędu rzędu 1 sekundy na każde 30 milionów lat.

Bardzo mały, lecz niesłychanie dokładny

Jednym z ostatnich wynalazków amerykańskich inżynierów jest zegar atomowy wielkości ziarnka ryżu. Jego mózgiem jest mała klatka o średnicy milimetra, w której zamknięto miliard atomów cezu. Zegar ten spóżnia się zaledwie sekundę na 300 mln lat. Jego mały rozmiar daje szerokie możliwości do zastosowania zarówno w satelitach jak i używanych przez nas urządzeniach elektronicznych.

Po co nam dokładniejszy zegar?

Nowy optyczny zegar atomowy pracuje na wyższych częstotliwościach, co daje mu większą dokładność. Wykorzystywać będzie jon merkurego, który w tej postaci drga ponad milion miliardów razy w ciągu każdej sekundy. Lasery są używane do odseparowania elektronów z atomu, a także liczenia jego skoków.

Dokładność mierzenia czasu jest w dzisiejszych czasach niezmiernie ważna. Nadawanie programów telewizyjnych, transmisja danych przez Internet, lotnictwo, system bankowy - wszystkie one potrzebują dokładnego czasu. Każda pomyłka może drogo kosztować - kilka sekund spóżnienia przy wejściu statku kosmicznego w atmosferę ziemską może skutkować jego odbiciem w przestrzeń kosmiczną - nie wspominając już o podróżach kosmicznych na większą odległość, gdzie czas jest tak naprawdę jednostką względną.