Ultraprecíz atomórák definiálják újra a másodperc fogalmát.
Valószínűleg megváltozik A másodperc meghatározása a következő évtizedben, mert a látható fényre támaszkodó atomórák sokkal pontosabbak lehetnek, mint a céziumos időmérők.
Júniusban a Nemzetközi Súly- és Mértékügyi Hivatal nyilvánosságra hozhatja azokat a kritériumokat, amelyek a másodperc új meghatározásához szükségesek – írja a Livescience.
A jelenlegi szabványos másodperc egy 1957-es, céziumos izotóppal végzett kísérleten alapul. A cézium természetes rezonanciafrekvenciája a céziumatomok 9 192 631 770-szeres ketyegését okozta másodpercenként. A másodperc kezdeti meghatározása a nap hosszához volt kötve, de ez olyan, nem állandó dolgokhoz kapcsolódott, mint a Föld forgása és más égi objektumok helyzete.
Az új atomórák viszont olyan atomok oszcillációját mérik, amelyek sokkal gyorsabban ketyegnek, mint a céziumatomok, ha az elektromágneses spektrum látható tartományában fénnyel pulzálnak. A gyorsaság miatt finomabb felbontású másodpercet tudnak meghatározni.
A végtelenül pontos órák eléréséhez a kutatók szinte abszolút nulla fokra hűtik az atomokat, és lézernyalábokkal besugározzák őket, majd lemérik az atomok rezgésszámát.
Miért fontos, hogy egyre pontosabb atomórák mérjék a másodperceket?
Einstein relativitáselmélete alapján tudjuk, hogy a tömeg és a gravitáció torzítja az időt, vagyis az idő lassabban ketyeghet alacsonyabb helyeken, ahol erősebb a gravitációs tér, mint például a Mount Everesten, ahol gyengébb a gravitáció.
Az idő áramlásában bekövetkező apró változások észlelése új felfedezésekhez vezethet: az ultrapontos órák észlelhetik az idő kicsiny lassulását a sötét anyag közelében.
Ez azért fontos, mert a sötét anyag nem figyelhető meg, hiszen semmilyen elektromágneses sugárzást nem bocsát ki és nem nyel el. Jelenlétére csak abból következtethetünk, hogy gravitációs hatással van a látható anyagra és háttérsugárzására.
Hasonlóképpen módosítják az időt a gravitációs hullámok, a legnagyobbakat a Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO) észleli, amely a fekete lyukak ütközései által okozott tér-idő ugrásokat méri. Az űrben lévő atomórák képesek érzékelni ezeket az idődilatációs hatásokat lassú gravitációs hullámoknál, például a kozmikus mikrohullámú háttérből származó gravitációs hullámoknál.
Ezek az úgynevezett ősi gravitációs hullámok, amelyek az ősrobbanás maradványai lehetnek
– mondta Jeffrey Sherman, a Nemzeti Szabványügyi és Technológiai Intézet kutatója.
(Borítókép: Karol Serewis / SOPA Images / LightRocket / Getty Images)