Od šedesátých let minulého století se definice jedné sekundy opírá o cesiové atomové hodiny. Konkrétně je dle soustavy SI definována „jako doba trvání 9 192 631 770 period záření, které odpovídá přechodu mezi dvěma hladinami velmi jemné struktury základního stavu atomucesia.“
Vývoj atomových hodin, které jsou životně důležité pro mnoho technologií a experimentů, se však od té doby nezastavil. Vědci tak stojí před otázkou, jak nově definovat základní jednotku času. Experti z Boulder Atomic Clock Optical Network (BACON) provedli srovnání, která jsou důležitým krokem k dosažení tohoto cíle.
Jedna sekunda je...
Tým odborníků porovnával troje atomové hodiny a dosáhl dosud nejpřesnějších výsledků. Své závěry publikoval v časopise Nature, kde konstatuje, že dosud nejvyšší přesnost měření kmitočtového poměru zůstala nepřekonána více než deset let.
Vědci použili jedny hodiny na bázi atomů ytterbia, druhé s atomy stroncia a třetí, využívající elektricky nabitého atomu hliníku. Přístroje byly umístěny v různých lokalitách – dva v Národním institutu pro standardy a technologie (NIST) a jeden v Joint Institute for Laboratory Astrophysics.
Na základě měření zjistili, že nová generace atomových hodin založená na různých atomech je stokrát přesnější než to, čeho lze dosáhnout pomocí cesia. Nejistota měření přitom byla menší než kvadriliontina procenta.
A komu tím prospějete?
Tato přesnost může otevřít prostor pro vytvoření nové definice sekundy. Další praktické využití spočívá ve studiu účinků gravitace. Kromě toho je v článku uvedeno, že tato měření lze použít k testování modelu ultralehké bosonické temné hmoty.
„Tento pokrok v měření kmitočtového poměru položí základy pro budoucí síť mobilních, leteckých a vzdálených optických hodin, které budou používány k testování fyzikálních zákonů, provádění relativistické geodézie a podstatnému zlepšení mezinárodního měření času.“ konstatují vědci.
