Ένα ρολόι που θα μπορούσε να αλλάξει τον χρόνο όπως τον ξέρουμε ανακάλυψαν επιστήμονες στην Κίνα. Οι ερευνητές κατασκεύασαν ένα οπτικό ρολόι που χάνει ή κερδίζει ένα δευτερόλεπτο κάθε 7 δισεκατομμύρια χρόνια. Αυτό φέρνει τους ανθρώπους πιο κοντά στον επαναπροσδιορισμό του δευτερολέπτου ως βασική μονάδα του χρόνου. Το επίτευγμα καθιστά την Κίνα την δεύτερη χώρα στον κόσμο που επιτυγχάνει τόσο ακριβή χρονομέτρηση.
«Tο gadget ανοίγει τον δρόμο για τη δημιουργία ενός παγκόσμιου δικτύου οπτικών ρολογιών» έγραψε στο επιστημονικό περιοδικό Metrologia νωρίτερα αυτό το μήνα, η ομάδα, με επικεφαλής τον φυσικό Pan Jianwei.
Επίσης, πρόσθεσαν ότι ανοίγει νέες ευκαιρίες για τον έλεγχο θεμελιωδών θεωριών της φυσικής, την ανίχνευση βαρυτικών κυμάτων και την αναζήτηση σκοτεινής ύλης.
Το πιο «ακριβές» ρολόι
Ο σημερινός κάτοχος του ρεκόρ για το ακριβέστερο οπτικό ρολόι με βάση το στρόντιο, φιλοξενείται στο Πανεπιστήμιο του Κολοράντο στο Μπόλντερ. Αναπτύχθηκε από μια ομάδα με επικεφαλής τον Κινεζοαμερικανό φυσικό Jun Ye. Παραμένει ελαφρώς ακριβέστερο από τον κινεζικό ανταγωνιστή του και η λειτουργία του είναι πιο σταθερή.
Αντίστοιχα ρολόγια έχουν αναπτύξει το Πανεπιστήμιο του Τόκιο και το Ινστιτούτο Φυσικής και Χημικής Έρευνας στην Ιαπωνία, καθώς και το Εθνικό Ινστιτούτο Μετρολογίας της Γερμανίας.
Οι δυνατότητες των οπτικών ρολογιών
Τα οπτικά ρολόγια έχουν μεγάλες δυνατότητες για εφαρμογές σε κρίσιμες υποδομές στο μέλλον. Θα μπορούσαν να βελτιώσουν σημαντικά την ακρίβεια των παγκόσμιων δορυφορικών συστημάτων πλοήγησης και να βοηθήσουν στη δημιουργία εξαιρετικά ασφαλών δικτύων επικοινωνίας που βασίζονται στην κβαντική διανομή κλειδιών.
Ακόμα, θα μπορούσαν να βελτιώσουν τον συγχρονισμό και την αποδοτικότητα των δικτύων ηλεκτρικής ενέργειας, και ακόμη και να διαδραματίσουν ζωτικό ρόλο στην εθνική άμυνα και ασφάλεια, σύμφωνα με την South China Morning Post.
Ο ορισμός του δευτερολέπτου βασίζεται σε έναν τύπο ατομικού ρολογιού που ονομάζεται ρολόι μικροκυμάτων συντριβανιού (microwave fountain clock), που είναι ένας τύπος ατομικού ρολογιού (Atomic clock).
Λειτουργεί απελευθερώνοντας άτομα καισίου προς τα πάνω, τα οποία στη συνέχεια πέφτουν υπό τη βαρύτητα σε μια κίνηση που μοιάζει με σιντριβάνι, ενώ διεγείρονται με παλμούς μικροκυμάτων.
Τα ηλεκτρόνιά τους στη συνέχεια απορροφούν και εκπέμπουν σωματίδια φωτός για να μεταπηδήσουν μεταξύ διαφορετικών ενεργειακών επιπέδων. Μετρώντας αυτούς τους κύκλους ως «τικ» που σηματοδοτούν κλάσματα του δευτερολέπτου, οι επιστήμονες μπορούν να επιτύχουν χρονομέτρηση υψηλής ακρίβειας με σταθερότητα αρκετών τετρακιλιοστών. Αλλά η ακρίβεια ενός ρολογιού μικροκυμάτων περιορίζεται από το πρότυπο συχνότητας μικροκυμάτων.