Znanstvenici su korak bliže izradi sata koji ne bi gubio ni sekundu kroz milijarde godina.
U posljednjih nekoliko godina, tehnološki napredak u ultrapreciznom mjerenju vremena postigao je iznimne rezultate. Današnji optički atomski satovi, koji su stotine puta precizniji od standardnih atomskih satova, donijeli su niz znanstvenih rekorda. No, istraživači vjeruju da mogu postići još veći napredak u preciznosti – i to putem nuklearnog sata.
Što je tajna ekstremne preciznosti?
Za postizanje ovako visoke razine preciznosti, potrebno je precizno izmjeriti vrlo kratke vremenske intervale. U atomskoj fizici, ovi intervali mjere se pomoću prijelaza elektrona između različitih energetskih razina. U tradicionalnim atomskim satovima, ovaj proces se odvija pomoću mikrovalova i cezijevih atoma. Optički atomski satovi, koji su znatno precizniji, koriste različite valne duljine i druge atome, ali i dalje je ključan prijelaz elektrona. S druge strane, u nuklearnim satovima, promjene u razinama energije događaju se unutar jezgre atoma, što je daleko stabilnije u usporedbi s elektronskim prijelazima. Uobičajeno, za ove prijelaze potrebna je visokoenergetska svjetlost, poput rendgenskih zraka, ali znanstvenici već neko vrijeme znaju da torij-229 ima najnižu energetsku razinu prijelaza od bilo kojeg drugog atoma. Taj prijelaz zahtijeva ultraljubičastu svjetlost, koja je znatno lakša za korištenje u laboratorijskim uvjetima.
Najveći izazov za stvaranje nuklearnog sata do sada je bio nedostatak precizne vrijednosti frekvencije ovog prijelaza. Kako bi riješili taj problem, istraživači su se poslužili iznimno preciznim optičkim atomskim satom, kristalom koji sadrži torij-229, te laserom kako bi precizno izmjerili ovu vrijednost. Ovaj korak predstavlja prvi ključni korak prema izradi novog sustava mjerenja vremena, piše IFLScience. Znanstvenik Jun Ye iz Nacionalnog instituta za standarde i tehnologiju (NIST) naglašava važnost ovog otkrića: “Zamislite ručni sat koji ne bi izgubio ni sekundu čak ni nakon milijardi godina rada. Iako još nismo stigli do te razine, ovo istraživanje nas približava toj preciznosti.”
Zašto je potrebna takva preciznost?
Možda se čini da tako ekstremna preciznost nema neposrednu praktičnu primjenu, ali atomske satove već koristimo u svakodnevnom životu, često nesvjesno. Na primjer, banke koriste ove satove za prijenos novca, navigacijski sustavi također se oslanjaju na njih, a uz veće preciznosti možemo očekivati brži internet i sigurnije komunikacijske sustave. Iako je pred istraživačima još dug put, ovaj eksperiment pokazuje da je nova budućnost mjerenja vremena nadohvat ruke. Suautor studije Thorsten Schumm iz Tehničkog sveučilišta u Beču istaknuo je: “S ovim prvim prototipom dokazali smo da torij može biti korišten kao vremenski čuvar za ultravisoko precizna mjerenja. Sve što sada preostaje je tehnički razvoj, bez očekivanih većih prepreka.”
Ovaj napredak donosi uzbudljive mogućnosti za budućnost tehnologije i društva, jer će nam omogućiti ne samo preciznija mjerenja, već i brži napredak u raznim znanstvenim i industrijskim granama. Otkriće nuklearnog sata otvara vrata ka dosad nezamislivoj točnosti, koja bi mogla postaviti temelje za buduće tehnološke revolucije u poljima kao što su telekomunikacije, navigacija i sigurnost podataka. Nuklearni satovi potencijalno mogu redefinirati način na koji razumijemo i mjerimo vrijeme, s ogromnim implikacijama na naš svakodnevni život.
Pozdrav svima! Hvala što čitate Kozmos.hr! Ja sam Ivan i dugi niz godina pišem o svermiu, astronomiji, znanosti, povijesti i arheologiji, a imao sam priliku sudjelovati i u dokumentarcima Science Discovery-ja te History Channel-a.
