Tim iz Kine razvio je stroncijumski optički rešetkasti sat koji postiže nesigurnost od 9,2 x 10-19 i stabilnost 6,3 x 10-19, ispunjavajući kriterijum od 2 x 10-18 za potencijalnu redefiniciju sekunde. Optički satovi koriste tranzicije u opsegu stotina teraherca, što im daje znatno više "tika" nego cezijumskim satovima. Potrebna su najmanje tri takva sata u različitim institucijama pre formalne promene, a predlog nove definicije očekuje se do 2030. godine.
Revolucija U Merenju Vremena: Stroncijumski Optički Sat Iz Kine Mere Sekundu Do 19 Decimala
(Adam Gault/Photographer's Choice RF/Getty Images)
Istraživači sa University of Science and Technology of China (USTC) razvili su stroncijumski optički rešetkasti sat izuzetne preciznosti — dovoljno tačan da bi mogao doprineti budućoj zvaničnoj redefiniciji sekunde.
Šta je novo?
Optički sat zasnovan na atomu stroncijuma meri vreme sa preciznošću reda veličine 10-19. Tim iz Kine prijavljuje sistem sa procenjenom nesigurnošću od 9,2 x 10-19 i stabilnošću od 6,3 x 10-19, što zadovoljava tehnički zahtev od 2 x 10-18 po jednom satu koji je postavljen kao cilj za potencijalnu redefiniciju SI sekunde.
The USTC's strontium optical clock. (CMG)
Zašto je to važno?
Do 1967. sekunda je u SI sistemu definisana na osnovu cezijumskog atoma: tačno 9.192.631.770 oscilacija hiperfinog prelaza cezijuma-133. Optički satovi, poput onog na bazi stroncijuma, prate optičke tranzicije koje imaju frekvencije u opsegu stotina teraherca (~1014 Hz). To znači da daju mnogo više "tika" u jednoj sekundi nego cezijum, što omogućava veću preciznost i stabilnost merenja vremena.
Moguće primene
Pored unapređenja univerzalnog merenja vremena, ultra-precizni optički satovi otvaraju mogućnosti za:
Subscribe to ScienceAlert's free fact-checked newsletter
- relativističku geodeziju — merenje sitnih razlika u gravitacionom potencijalu Zemlje pomoću učestalih promena frekvencije sata;
- pretrage tamne materije — visoka rezolucija može detektovati male promene u fundamentalnim konstantama izazvane prolaskom čestica tamne materije;
- poboljšanje navigacionih i telekomunikacionih sistema koji zavise od sinhronizacije.
Put do redefinicije
Za formalnu promenu definicije sekunde potrebni su dodatni koraci: najmanje tri optička sata zasnovana na istom tipu tranzicije i sa odgovarajućom preciznošću i stabilnošću moraju nezavisno funkcionišati u različitim institucijama. Prema autorima, postoje već drugi stroncijumski satovi koji su prešli isti prag, kao i satovi zasnovani na aluminijumskim jonima.
Odluke o promenama jedinica donosi Generalna konferencija o težinama i merama (CGPM). Sledeće zasedanje je planirano 2030. godine, a cilj je da do tada bude pripremljen i predstavljen predlog nove definicije sekunde.
Gde je rad objavljen?
Studija USTC tima objavljena je u časopisu Metrologia. Autori ističu da postignuti rezultati ne samo da ispunjavaju tehničke standarde za redefiniciju, već i značajno proširuju spektar primena ultra-preciznog merenja vremena.
Zaključak: Napredak u optičkim satovima, kao što je ovaj stroncijumski sistem iz Kine, približava naučnu zajednicu trenutku kada će sekunda možda biti redefinisana na osnovu optičkih tranzicija, što bi dovelo do znatnih koristi u nauci i tehnologiji.
Pomozite nam da budemo bolji.
