Vědci v Číně vyvinuli atomový chronometr s optickou mřížkou na bázi stroncia, který je tak přesný, že může brzy vyžadovat zásadní změnu ve způsobu měření času. Nejde jen o to vylepšit hodinky; jde o předefinování druhého samotného.
Problém s aktuálním měřením času
Po více než půl století je druhý určován vibracemi atomů cesia-133 – překvapivě stabilní standard, ale stále nedokonalý. Rotace Země není konstantní. Spoléhat se při určování času na délku dne znamená, že se sekunda sama o sobě neznatelně změní. Atomové hodiny tento problém vyřešily, ale optické hodiny nabízejí další skok v přesnosti.
Jak funguje nový chronometr
Nový chronometr využívá atomy stroncia, které vibrují na frekvencích viditelného světla a generují více než 700 bilionů „tiků“ za sekundu. To je obrovské zlepšení oproti cesiovým 9 miliardám vibrací. Vědci z USTC dosáhli nejistoty 9,2 x 10-19, což znamená, že hodiny ztrácejí pouhou jednu sekundu poté, co běží po dobu asi 30 miliard let – déle, než je současný věk vesmíru.
Tato úroveň přesnosti není pouze teoretická. Otevírá dveře novým vědeckým možnostem, včetně přesnějšího hledání temné hmoty a přesného měření gravitačního pole Země.
Cesta k nové definici
Aby bylo možné oficiálně předefinovat druhý, musí být v různých institucích provozovány minimálně tři optické chronometry, které splňují přísné standardy přesnosti. Chronometr USTC se připojuje ke dvěma dalším chronometrům na bázi stroncia a dvěma chronometrům na bázi hliníkových iontů, které již dosáhly tohoto milníku.
Rozhodnutí spočívá na Generální konferenci pro váhy a míry (CGPM), která se schází každé čtyři roky. Přestože na schůzce v roce 2024 nedojde k žádné redefinici, očekává se, že nový standard bude předložen do roku 2030, po kterém bude stanoveno datum implementace.
„Tento výkon splňuje požadavek na přesnost 2 x 10-18 pro jednohodinové předefinování SI sekundy s potenciálními aplikacemi v relativistické geodézii a vysoce přesném vyhledávání temné hmoty,“ píší vědci.
Krok k nové definici druhého není jen technickou úpravou; je to uznání, že naše nejpřesnější nástroje nyní vyžadují stabilnější a univerzálnější časování. To změní způsob, jakým měříme realitu na nejzákladnější úrovni.
