Το πιο ακριβές ρολόι στον κόσμο “χάνει” ένα δεύτερο κάθε 5 δισ. χρόνια

Οι επιστήμονες δημιούργησαν τον καλύτερο διάδοχο του “ρολογιού κβαντικής λογικής”, καθώς δεν ήταν ικανοποιημένοι με την ακρίβειά του: είτε καθυστερούσε είτε “έτρεχε” γρηγορότερα κατά ένα δευτερόλεπτο ανά 3,7 εκατομμύρια χρόνια.

Το “ρολόι πλέγματος στροντίου” θέτει νέα πρότυπα για την ακρίβεια και τη σταθερότητα, καθώς κερδίζει ή χάνει ένα δευτερόλεπτο ανά πέντε δισεκατομμύρια χρόνια (περισσότερο και από τη διάρκεια ζωής που απομένει στη Γη).
Η επίδοση του ατομικού ρολογιού υπολογίζεται με δύο βασικούς παράγοντες: τη σταθερότητα και την ακρίβεια. Η σταθερότητα δείχνει τις αλλαγές ταχύτητας και γι’ αυτό καθορίζει πόση ώρα πρέπει να “τρέξει” το ρολόι, ώστε να επιτύχει την καλύτερη απόδοσή του. Η ακρίβεια δείχνει πόσο κοντά το ρολόι πλησιάζει την πραγματική ηχητική συχνότητα (τικ-τακ) στην οποία τα άτομα ταλαντεύονται μεταξύ δύο ενεργητικών επιπέδων.

Οι επιστήμονες από το Εθνικό Ινστιτούτο Προτύπων και Τεχνολογίας (NIST) ισχυρίζονται πως το νέο ρολόι είναι περίπου το ίδιο σταθερό με το ατομικό ρολόι υπερβίου που παρουσίασαν πέρυσι.

Όμως, το ρολόι πλέγματος στροντίου είναι περίπου 50% πιο ακριβές από ό, τι το προηγούμενο, καθώς είναι το πρώτο ικανό να κρατήσει σε τόσο μεγάλη διάρκεια τη σταθερότητά του, από τότε που τα ατομικά ρολόγια καισίου πρωτοεμφανίστηκαν το 1990.
Αν και η νέα εφεύρεση μας δίνει  το πιο ακριβές ρολόι που έχει ποτέ κατασκευαστεί, εξ ορισμού δεν υπάρχουν ρολόγια που μπορούν να ξεπεράσουν στην ακρίβεια εκείνα βασισμένα στο κέσιο. Αυτά είναι τα ρολόγια που εξακολουθούν να χρησιμοποιούνται για τον διεθνή ορισμό των μονάδων του χρόνου και είναι οι επίσημοι “χρονομετρητές” στις ΗΠΑ.

Ωστόσο, στο NIST πιστεύουν ότι η νέα γενιά ρολογιών πλέγματος στροντίου μπορεί στο μέλλον να “αναλάβει τα ηνία” της χρονομέτρησης παγκοσμίως.
Κι αυτό διότι το ρολόι στροντίου -και μερικά ακόμα πειραματικά ρολόγια- λειτουργούν σε οπτικές συχνότητες, που είναι πολύ ανώτερες από τις συχνότητες μικροκυμάτων που χρησιμοποιούν τα ρολόγια καισίου.

Πώς μετράται ο χρόνος με το νέο ρολόι; Μερικές χιλιάδες άτομα του χημικού στοιχείου στροντίου διατηρούνται «παγιδευμένα» σε μια στήλη που καλείται «οπτικό πλέγμα» και δημιουργείται από ισχυρό φως λέιζερ.
Οι επιστήμονες καταγράφουν τα «τικ-τακ» του στροντίου (με ρυθμό 430 τρισεκατομμυρίων ανά δευτερόλεπτο), φωτίζοντας τα άτομά του με το σταθερό ερυθρό φως ενός λέιζερ, το οποίο έχει την ίδια ακριβώς οπτική συχνότητα με αυτή της ταλάντωσης των ατόμων μεταξύ δύο ενεργειακών επιπέδων τους. 

Πηγή: Econews