Ultrapřesné atomové hodiny mohou změnit definici základní jednotky času – sekundy, píše časopis Live Science.

Rychle tikající atomy

Definice sekundy je už několik generací neměnná. Tato základní jednotka času nebyla aktualizována od počátku šedesátých let minulého století. Tehdy byla stanovena pomocí cesiových atomových hodin, které měří čas na základě rezonanční frekvence atomů.

V mezinárodním systému jednotek SI je sekunda popsána jako „doba trvání 9 192 631 770 period záření, které odpovídá přechodu mezi dvěma hladinami jemné struktury základního stavu atomu cesia“.

Jenže vývoj se nezastavil. Současné atomové optické hodiny jsou přesnější než někdejší atomové cesiové hodiny se zlatým standardem, které definují sekundu na základě oscilace atomů cesia. A to vyvolává tlak na aktualizaci sekundy, která je popsána na základě experimentu z roku 1957.

Nynější atomové hodiny měří oscilaci atomů, které ve viditelné oblasti elektromagnetického spektra „tikají“ mnohem rychleji než atomy cesia. A protože mohou tikat rychleji, mohou také určit sekundu přesněji.

Experti z Boulder Atomic Clock Optical Network (BACON) v americkém státu Colorado provedli experiment, při kterém porovnávali tři atomové hodiny v různých místech – jedny s atomy ytterbia, druhé s atomy stroncia a třetí s atomu hliníku. Výsledky popisují v odborném časopise Nature.

Z měření výzkumníci zjistili, že nová generace atomových hodin založená na různých atomech je výrazně přesnější než ta, která pracovala pomocí cesia. Nejistota měření byla menší než kvadriliontina procenta. (Kvadriliontina představuje číslo 10⁻²⁴ (0,000000000000000000000001).

Tato přesnost může významně zpřesnit novou definici sekundy.

Komu tím prospějete?

V červnu se chystá Mezinárodní úřad pro váhy a míry zveřejnit kritéria potřebná pro budoucí definici sekundy. Z nich by mohlo být patrné, zda cesium při časomíře vystřídá stroncium, ytterbium, anebo hliník. 

Buďte ale bez obav, váš běžný život se s novou definicí sekundy nezmění. K měření času budete moci nadále používat své staré hodinky (bez nějaké obdoby set-top-boxu).

Vědci ve zmíněné studii smysl přesnější definice sekundy vysvětlují takto: „Pokrok v měření kmitočtového poměru položí základy pro budoucí síť mobilních, leteckých a vzdálených optických hodin, které budou používány k testování fyzikálních zákonů.“

Jeffrey Sherman, vědecký pracovník z oddělení času a frekvence Národního institutu pro standardy a technologie v Boulderu, který se podílel na zmíněné studii,popsal pro Live Science rozdíl v přesnosti staré a nové definice tato: „Můžete si to představit jako obdobu pravítka s čárkami na každém milimetru, na rozdíl od tyče, na které jsou zářezy ve vzdálenosti jednoho metru."