Naučnici sa američkog Nacionalnog instituta za standarde i tehnologiju (NIST) predstavili su najprecizniji sat ikada napravljen – uređaj koji je za neverovatnih 41 odsto tačniji od prethodnog rekorda u merenju vremena. Revolucionarni sat meri sitne vibracije jednog aluminijumskog jona, ohlađenog gotovo do apsolutne nule, i postiže preciznost do čak 19 decimala pri izračunu jedne sekunde.
Ali to nije sve – osim rekordne preciznosti, ovaj atomski sat je i 2,6 puta stabilniji od bilo kog drugog poznatog uređaja te vrste.
„Raditi na najpreciznijem satu na svetu zaista je uzbudljivo“, rekao je fizičar Mejson Maršal iz NIST-a. „Ovakvi dugoročni projekti ne samo da pomeraju granice fizike, već i našeg razumevanja svemira.“
Kvantna fizika u službi vremena
Ovaj sat je rezultat dvadeset godina istraživanja i zasniva se na znanjima iz kvantne mehanike. Zbog neverovatne osetljivosti, i najmanja promena u okolini može izazvati merljiva odstupanja u radu. Kako bi se to sprečilo, naučnici su ojačali dijamantsku pločicu u kućištu sata i dodali zlatne premaze na unutrašnjim elektrodama, čime su dodatno stabilizovali električna polja.
Ključ preciznosti leži u jedinstvenom partnerstvu: aluminijumski jon je uparen s magnezijumskim jonom, koji služi kao “pomoćni” – omogućava bolju lasersku kontrolu nad aluminijumom i time povećava preciznost i stabilnost. Laser koji se koristi u eksperimentu dolazi iz susedne laboratorije udaljene 3,6 kilometara – i sam poznat po vrhunskoj tačnosti.
Zahvaljujući ovim inovacijama, vreme potrebno za prikupljanje podataka za merenje sekunde sa 19 decimala smanjeno je sa tri nedelje na samo dan i po.
„Ovo je veliki izazov, jer bukvalno svaki deo dizajna utiče na rad sata“, objasnio je inženjer elektrotehnike Danijel Rodrigez Kastiljo.
Zašto nam je potreban ovako precizan sat?
Ovakvi satovi nisu tu da bismo tačnije znali kad je vreme za večeru. Njihova uloga je daleko značajnija – oni služe kao osnovna referenca za merenje vremena. Koriste se za kalibraciju manje preciznih satova, u eksperimentima visoke naučne vrednosti, kao i u fundamentalnim istraživanjima svemira.
Njihova primena ključna je za testiranje teorija poput Ajnštajnove relativnosti, za detekciju tamne materije, ali i za napredne navigacione sisteme i globalne mreže komunikacije.
Naučnici smatraju da su tek na početku – sledeći korak je povećanje broja jona u satu, pa čak i njihovo kvantno ispreplitanje, što bi dodatno unapredilo preciznost.
„Sa ovom platformom spremni smo da istražimo potpuno nove arhitekture satova“, zaključuje fizičarka Vila Artur-Dvoršak. Njihovo istraživanje objavljeno je u prestižnom časopisu Physical Review Letters.
