Kineski naučnici su predstavili revolucionarni ultra-precizan optički sat sa stabilnošću i greškom manjom od pet kvintiliotinki
Optički sat, sa zapanjujućom preciznošću koja gubi ili dobija samo jednu sekundu svakih 7 milijardi godina, stavlja Kinu na čelo preciznog mjerenja vremena.
Istraživački timovi iz Japana, SAD-a i Njemačke rade na razvoju atomskih satova, a najprecizniji atomski sat nalazi se na Univerzitetu Kolorado u Boulderu. Kina je sada postala druga država u svijetu koja je demonstrirala precizno mjerenje vremena, međutim, njen sat mora biti tačniji od američkog.
Istraživanje, koje je vodio fizičar Pan Jianwei, nedavno je objavljeno u recenziranom časopisu Metrologia, izvještava South China Morning Post.
Kineski istraživački tim je koristio stroncijum za izradu svog optičkog sata. Istraživači su ohladili atome stroncijuma do temperature od nekoliko mikro Kelvina, a nakon toga su ih zarobili u jednodimenzionalnu rešetku stvorenu uz pomoć laserskih zraka koji se ukrštaju. Zatim su upotrebili ultra stabilni laser kako bi pokrenuli atome i doveli do stabilne i precizne tranzicije sata.
Poređenja s drugim satovima su potvrdila da je optički sat stabilan na 2,2 kvintiliontinke, dok je njegova „nesigurnost“ iznosila 4,4 kvintiliontinke. Istraživači su rekli da će njihov sat izgubiti ili dobiti jednu sekundu za 7,2 milijarde godina.
Optički satovi
Sekundu, koja može izgledati tek kao mali otkucaj na satu, nauka definiše na osnovu atomskog sata poznatog kao „mikrotalasna fontana„. Sat oslobađa atome cezijuma prema gore, koji zbog gravitacije padaju nazad prema Zemlji, slično kao što voda teče u fontani. Atomi se zatim pobuđuju mikrotalasnim impulsima, što uzrokuje da elektroni apsorbuju i emituju čestice svjetlosti i „skaču“ na različite energetske nivoe.
Svaki takav ciklus je mali otkucaj koji čini djeliće sekunde, omogućavajući naučnicima da održe precizno mjerenje vremena do nekoliko kvadriliontinki. Međutim, preciznost takvog sata zavisi od mikrotalasne frekvencije. Istraživači zbog toga razvijaju optički sat koji zamjenjuje mikrotalas laserskom svjetlošću. Procjenjuje se da će ovo da poboljša performanse sata za dva reda veličine.
Optički satovi imaju ključnu ulogu u budućnosti koja se danas oblikuje. Naučnici su uvjereni da mogu razviti preciznije sisteme globalnog pozicioniranja (GPS) i kvantnu distribuciju ključeva pomoću optičkih satova.
Optički satovi, poznati po svojoj preciznosti, koriste lasersko svjetlo na frekvenciji od približno 500 THz, precizno poklapajući usku atomsku rezonancu specifičnih kvantnih prelaza atoma poput stroncijuma, iterbija i žive.
Ovi satovi imaju potencijal da revolucionišu globalne navigacione satelitske sisteme i doprinesu razvoju visoko sigurnih komunikacionih mreža zasnovanih na distribuciji kvantnih ključeva.
Kineski istraživački tim je istakao da njihov ultra-precizan sat otvara nove mogućnosti za testiranje fundamentalnih teorija fizike, otkrivanje gravitacionih talasa i istraživanje misterija tamne materije.
(IT mixer)
