Kinezi napravili atomski sat koji će raditi bez greške 7,2 milijarde godina
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.
Istraživački timovi iz Japana, SAD-a i Njemačke rade na razvoju atomskih satova, međutim, najprecizniji atomski sat nalazi se na Univerzitetu Colorado u Boulderu te je stabilan u svom radu. Kina je sada postala druga država u svijetu koja je demonstrirala precizno mjerenje vremena, međutim, njen sat mora biti tačniji od američkog.
Sakundu, koja može izgledati tek kao mali otkucaj na satu, nauka definiše na osnovu atomskog sata poznatog kao "mikrotalasna fontana". Sat oslobađa atome cezija 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 ovisi o frekvenciji mikrotalasne frekvencije. Istraživači zbog toga razvijaju optički sat koji zamjenjuje mikrotalas laserskom svjetlošću. Procjenjuje se da će ovo poboljšati performanse sata za dva reda veličine.
Potrebna su najmanje tri laboratorija da bi se postigla stabilnosti ispod pet kvintiliotinki i greška ispod dvije kvintiliontinke da bi se usvojili optički digitalni satovi. Pod vodstvom Pana Jianweija, kineski istraživački tim je koristio stroncij za izradu svog optičkog sata.
Istraživači su ohladili atome stroncija 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 upotrijebili 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.
Time su zadovoljeni minimalni kriteriji potrebni za budućnost koja koristi optičke satove za precizno mjerenje vremena. Istraživači planiraju koristiti i druge atome poput iterbija kako bi napravili sat i uporedili razlike u mjerenju vremena.
Rad kineskih istraživača je otvorio nove načine za testiranje fundamentalnih teorija o fizici, kao i za traženje gravitacionih talasa i tamne materije.
