Pojawi się nowa sekunda? Wykryto nieścisłości w zegarach atomowych

Grupa naukowców dokonała pomiaru czasu na trzech najlepszych zegarach atomowych na świecie i wykryła niespodziewane różnice. Okazuje się, że mogą być konieczne dalsze badania, a nawet nowe zdefiniowanie sekundy.

Warto na początku wyjaśnić, że dzisiaj korzysta się ze standardu sekundy opartego na cezie, ale są zegary atomowe, które działają nawet ze 100-krotnie większą dokładnością. Do pomiaru czasu wykorzystują częstotliwość fali światła i to one mogą posłużyć do nowego zdefiniowania sekundy

Na razie jednak naukowcy nie są zgodni co do wyboru optycznych zegarów atomowych, które mogłyby posłużyć do opracowania nowego standardu. W tym mają pomóc najnowsze badania specjalistów z Boulder Atomic Clock Optical Network Collaboration.

Ekipa składa się z Davida Hume’a i jego kolegów z amerykańskiego Narodowego Instytutu Standardów i Technologii (NIST) oraz University of Colorado. Eksperci opublikowali wyniki swoich badań na łamach "Nature". 

Badacze połączyli trzy najdokładniejsze zegary za pomocą światłowodów i optycznych łączy bezprzewodowych. Pierwszy z nich wykorzystuje atomy iterbu, drugi strontu, a trzeci jony glinu i magnezu. Okazało się, że dzięki zastosowanej metodzie pomiaru, wyniki były 10-krotnie bardziej precyzyjne niż dotychczas. 

Ekspertom udało się zmierzyć stosunek częstotliwości trzech par zegarów z dokładnością do jednej trylionowej. Jednak po obserwacjach trwających przez wiele miesięcy, naukowcy doszli do wniosku, że pomiary w kolejnych dniach różnią się między sobą. Oznacza to, że zegary nadal nie są dostatecznie dokładne. 

Międzynarodowa społeczność metrologów chce wykorzystać te badania, by na nowo zdefiniować sekundę, ale na razie konieczne są dalsze obserwacje. Już teraz wyniki pomogą w usprawnieniu pracy zegarów atomowych, co może przynieść korzyści różnym dziedzinom nauki. Są one wykorzystywane m.in. w badaniach związanych ze zmianami klimatycznymi czy poszukiwaniem ciemnej materii.