Χάνει ένα δευτερόλεπτο κάθε…30 δισεκατομμύρια χρόνια!

Όσοι μας διαβάζετε εδώ και πολλά χρόνια, μπορεί και να θυμάστε την είδηση για το πιο ακριβές ρολόι του κόσμου που είχε κατασκευάσει το National Institue of Standards and Technology (NIST) το 2015. Εκείνη την εποχή, το ατομικό ρολόι έχανε μόλις 1 δευτερόλεπτο κάθε 15 δισεκατομμύρια χρόνια. Εχθρός του καλού, ωστόσο, είναι πάντοτε το καλύτερο και γι’ αυτό το NIST συνεργάστηκε με το University of Colorado Boulder για μια νέα έκδοση.

Για να μην σας κουράζουμε, το νέο ατομικό ρολόι της σύμπραξης JILA (το NIST με το Boulder) έχει διπλάσια ακρίβεια από το προηγούμενο και θεωρητικά θα χάνει μόλις ένα δευτερόλεπτα κάθε…30 δισεκατομμύρια χρόνια! Πρόκειται ουσιαστικά για μια ατομική παγίδα, η οποία κρατά δεκάδες χιλιάδες άτομα στη θέση τους και μετρά τον χρόνο μέσω της αξιόπιστης κίνησης των ηλεκτρονίων γύρω από το άτομο. Το πρότυπο δευτερόλεπτο έχει καθιερωθεί με βάση το άτομο του καισίου, αλλά το νέο ρολόι χρησιμοποιεί υπέρψυκτα άτομα στροντίου για να παρακολουθεί τον χρόνο.

“Αυτό το ρολόι είναι τόσο ακριβές που μπορεί να ανιχνεύσει μικροσκοπικά φαινόμενα που προβλέπονται από θεωρίες όπως η γενική σχετικότητα, ακόμη και σε μικροσκοπική κλίμακα“, δήλωσε ο φυσικός του NIST και του JILA Jun Ye, συν-συγγραφέας της πρόσφατης μελέτης, σε ανακοίνωση του NIST. “Διευρύνει τα όρια του τι είναι δυνατό να γίνει με τη χρονομέτρηση“.

Όπως περιγράφεται στη θεωρία της Γενικής Σχετικότητας του Einstein, ο ίδιος ο χρόνος επηρεάζεται από τη βαρύτητα. Με άλλα λόγια, αν το βαρυτικό πεδίο γύρω από το ρολόι αλλάξει, το ρολόι θα το μετρήσει. Η επίδραση της βαρύτητας στον χρόνο θα είναι σημαντικός παράγοντας όταν η NASA και οι συνεργάτες της εφαρμόσουν μια ξεχωριστή ζώνη ώρας για τη Σελήνη, καθώς η επίδραση αυτή προκαλεί τα σεληνιακά ρολόγια να λειτουργούν σχεδόν ένα λεπτό πιο γρήγορα κάθε μέρα σε σύγκριση με εκείνα στη Γη.

Καθώς η Ανθρωπότητα επιχειρεί να φτάσει σε αποστάσεις πολύ μακρύτερες από τη Σελήνη, τα ακριβή ατομικά ρολόγια θα είναι ζωτικής σημασίας για να βοηθήσουν τις διαστημικές υπηρεσίες να πλοηγηθούν στο Σύμπαν χωρίς σφάλματα. Οι μέθοδοι που χρησιμοποιούνται για τον έλεγχο των υπέρψυκτων ατόμων μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν στους κβαντικούς υπολογιστές.

“Εξερευνούμε τα όρια της επιστήμης των μετρήσεων“, δήλωσε ο Ye. “Όταν μπορείς να μετρήσεις πράγματα με αυτό το επίπεδο ακρίβειας, αρχίζεις να βλέπεις φαινόμενα για τα οποία μέχρι τώρα μπορούσαμε να κάνουμε μόνο θεωρίες“.

Το μέσο ατομικό ρολόι σήμερα λειτουργεί σε συχνότητες μικροκυμάτων, αναφέρει το NIST, αλλά τα ατομικά ρολόγια στροντίου λειτουργούν σε οπτικές συχνότητες. “Χτυπάει” τρισεκατομμύρια φορές το δευτερόλεπτο και έχει ακρίβεια 1/15.000.000.000 του δευτερολέπτου ανά έτος. Το ότι χάνει μόνο ένα δευτερόλεπτο κάθε 30 δισεκατομμύρια χρόνια σημαίνει ότι αν ένα τέτοιο ρολόι άρχιζε να χτυπάει στην αρχή του Σύμπαντος, το σύμπαν θα έπρεπε να έχει υπερδιπλάσια ηλικία από τη σημερινή για να χάσει το ρολόι ένα δευτερόλεπτο.

[via]