Νέο οπτικό-ατομικό ρολόι ύψιστης ακριβείας

Το δευτερόλεπτο που μετράμε σήμερα, μπορεί να μην είναι ίδιο με εκείνο που θα μετράμε στο μέλλον, καθώς οι επιστήμονες ανακοίνωσαν ότι ένα νέο οπτικό-ατομικό ρολόι μετράει τον χρόνο με ακόμη μεγαλύτερη ακρίβεια και από τα συμβατικά ατομικά ρολόγια. Το νέο ρολόι χάνει μόλις ένα δευτερόλεπτο ανά 300 εκατομμύρια χρόνια, ενώ το ατομικό ρολόι καισίου χάνει ένα δευτερόλεπτο ανά 100 εκατομμύρια χρόνια, συνεπώς το νέο ρολόι έχει τριπλάσια ακρίβεια.

Οι ερευνητές από τη Γαλλία, την Ιταλία, την Πολωνία και την Αυστραλία, με επικεφαλής τον δρα Ζερόμ Λοντεβίκ του Αστεροσκοπείου του Παρισιού, που έκαναν τη σχετική δημοσίευση στο περιοδικό "Nature Communications", σύμφωνα με το Γαλλικό Πρακτορείο, το BBC και το "Nature", δημιούργησαν μια συσκευή μέτρησης του χρόνου, η οποία, με τη βοήθεια των ακτίνων λέιζερ, επιτρέπει την κατανομή του χρόνου σε ακόμα μικρότερα διαστήματα, συνεπώς καθιστά εφικτή την ακριβέστερη μέτρησή του.

Στο παρελθόν η μέτρηση του χρόνου βασιζόταν στην περιστροφή της Γης γύρω από τον άξονα της (μια πλήρης περιστροφή είναι μια μέρα). Όμως επειδή ο πλανήτης μας εμφανίζει διαχρονικά μια αστάθεια στον άξονα της περιστροφής του, μερικές μέρες μπορεί να είναι μικρότερες από άλλες.

Η δημιουργία το 1955 των ατομικών ρολογιών, που μετρούν τον χρόνο με βάση τις «ταλαντώσεις» των ατόμων (όταν αυτά μεταπίπτουν από την μια ενεργειακή κατάσταση σε μια άλλη), έλυσε αυτό το πρόβλημα, καθώς πλέον ο χρόνος δεν μετριέται με βάση ένα αστρονομικό γεγονός. Ένα «νέφος» ατόμων καισίου εκτίθεται σε ακτινοβολία μικροκυμάτων, με συνέπεια την ταλάντωσή τους, που μετρά τον χρόνο. Η νέα τεχνική χρησιμοποιείται από το 1967 για τον ορισμό του δευτερολέπτου στο Διεθνές Σύστημα Μονάδων.

Τώρα, το νέο οπτικό-ατομικό ρολόι, που ξεκίνησε να αναπτύσσεται εδώ και δέκα χρόνια περίπου, υπόσχεται ακόμα μεγαλύτερη ακρίβεια, καθώς χρησιμοποιεί το φως του λέιζερ για να προκαλέσει ανάλογη ταλάντωση σε ένα «νέφος» περίπου 10.000 ατόμων του ραδιενεργού ισοτόπου στροντίου-87. Οι ερευνητές συνέκριναν μεταξύ τους δύο τέτοια ρολόγια και διαπίστωσαν ότι είναι πολύ σταθερά και συμφωνούν απολύτως μεταξύ τους στην μέτρηση του χρόνου. Στο μέλλον, είναι πολύ πιθανό ότι ο ορισμός του δευτερολέπτου στο Διεθνές Σύστημα Μονάδων θα αναθεωρηθεί με βάση τη νέα τεχνολογία.

Το «τικ-τακ» του νέου ρολογιού είναι ακριβέστερο από το «τικ-τακ» του παλαιότερου ατομικού ρολογιού, επειδή η μικροκυματική ακτινοβολία στο δεύτερο λειτουργεί με συχνότητα περίπου 10 Ghz, ενώ η ακτίνα λέιζερ του πρώτου έχει συχνότητα χιλιάδες φορές μεγαλύτερη, πράγμα που επιτρέπει τον διαχωρισμό του χρόνου σε πολύ περισσότερα «διαστήματα» (ο χρόνος που μεσολαβεί από το «τικ» στο «τακ»).

Για πολλές κρίσιμες τεχνολογίες, όπως οι τηλεπικοινωνίες, οι δορυφόροι του συστήματος GPS, οι χρηματιστηριακές και άλλες αγορές, είναι ζωτικής σημασίας η ακριβέστερη δυνατή μέτρηση του χρόνου. Έτσι, δεν είναι παράξενο που ήδη βρίσκεται υπό ανάπτυξη ένα ακόμα μεγαλύτερης ακρίβειας ρολόι ιόντων, το οποίο θα χάνει μόλις ένα δευτερόλεπτο ανά 3,7 δισεκατομμύρια χρόνια. Προς το παρόν πάντως, το εν λόγω πειραματικό ρολόι, που βρίσκεται στο Εθνικό Ινστιτούτο Προτύπων και Τεχνολογίας των ΗΠΑ, δεν θεωρείται αρκετά σταθερό για να τύχει ευρείας χρήσης.

Πηγή :  www.real.gr