Научници из америчког Националног института за стандарде и технологију (NIST) срушили су све рекорде, представивши сат који је за невероватних 41 посто прецизнији од досадашњег првака у мерењу времена. Овај револуционарни уређај темељи се на мерењу сићушних вибрација једног јона алуминијума, охлађеног готово до апсолутне нуле, чиме постиже прецизност од чак 19 децималних места при израчунавању секунде. Но, није срушен само рекорд у прецизности, технички познатој као системска несигурност. Нови часовник је уједно и 2,6 пута стабилнији од било којег другог те врсте, што представља огроман скок напред.
„Радити на најпрецизнијем сату на свету уистину је узбудљиво”, истиче физичар Мејсн Маршал из NIST-а. „Овде имамо прилику са спроводимо дугорочне пројекте у прецизном мерењу који помичу границе физике и нашег разумевања свемира.” Справа, круна двадесетогодишњег истраживања, темељи се на дубоком познавању квантне физике. Осетљивост му је толика да и најмањи помак у околини може узроковати незнатна, али мерљива одступања у раду. Да би се то спречило, истраживачи су задебљали дијамантску плочицу која чини кућиште сата, а и златне премазе на унутрашњим електродмаа. Тиме су додатно стабилизовали електрична поља кључна за прецизно откуцавање.
Kључ поузданости лежи у јединственом партнерству – јон алуминијума упарен је с наелектрисаним атомом магнезијума. Тај помоћни jон олакшава контролу алуминијума помоћу ласера, чиме су добили победничку комбинацију изузетне прецизности и стабилности. Ласер за експеримент допремљен је из суседног лабораторије, која је и сама на гласу по својој прецизности.
Захваљујући свим побољшањима, време потребно за прикупљање података за мерење једне секунде с тачношћу од 19 децимала смањено је с три седмице на дан и по. „Ово је велики и сложен изазов јер дословно сваки део уређаја утиче на рад сата”, објашњава Данијел Родригез Кастиљо, инжењер електротехнике. Чему служи овако прецизан сат?
Наравно, не да бисмо знали када је време за спавање. Имају фундаменталну улогу: референтна су тачка за само мерење времена. Kористе се за калибрацију других, мање прецизних часовника, у сложеним научним експериментима и за истраживање тајни свемира. Прецизно дефинисање трајања једне секунде темељ је модерне физике. Зато је њихова примена кључна у разним научним подручјима, од потраге за тамном материјом до тестирања Ајнштајнове теорије релативности.
Научници верују да ово није крај пута и да се даљим побољшањем стабилности и усавршавањем контроле јона може постићи већа прецизност. „Спремни смо истражити нове архитектуре сатова, попут повећања броја јона, чак и њиховог квантног преплитања, чиме ћемо додатно побољшати мерне способности” закључује физичарка Виља Артур-Дворшчак. Истраживање је објављено у научном часопису Physical Review Letters.
(Илустрација NIST)
(Индекс)
