Wszystko po to, aby na nowo zdefiniować sekundę i ostatecznie stworzyć globalną optyczną skalę czasu. Kulisy tych nietypowych działań zostały zaprezentowane w artykule zamieszczonym na łamach Optica. Jego autorzy podkreślają, że poczynione w ostatnim czasie postępy powinny mieć przełożenie na zwiększenie wydajności zegarów optycznych nowej generacji.
Czytaj też: Czas i przestrzeń, a może jednak nie? Fizyk wysunął niespodziewaną teorię
Fizycy wykorzystują w takich badaniach zegary optyczne, w których lasery są stosowane na potrzeby wzbudzania atomów w kontrolowany sposób. W takich okolicznościach owe atomy zostają przesunięte przy bardzo precyzyjnych częstotliwościach, co można porównać do przesunięć wskazówki klasycznego zegara. Do uzyskania pełnej precyzji potrzeba porównań między zegarami rozmieszczonymi na dużym dystansie.
Łącznie członkowie zespołu badawczego wzięli pod uwagę wyniki 38 porównań, które pojawiły się dzięki użyciu dziesięciu zegarów optycznych rozmieszczonych w sześciu krajach. Cztery z tych porównań przeprowadzono bezpośrednio po raz pierwszy, podczas gdy część innych doczekało się poprawek, co pozwoliło zwiększyć precyzję. Jak dodają eksperci związani z tematem, przeprowadzone działania będą kluczem do sprawienia, by zegary optyczne osiągnęły precyzję i niezawodność wymaganą do stosowania w międzynarodowym pomiarze czasu.
Zdefiniowana na nowo sekunda miałaby być konsekwencją skoordynowanych pomiarów prowadzonych z wykorzystaniem zegarów atomowych. Ostatnie takie działania zorganizowano na terenie sześciu krajów
Rozmieszczone w różnych europejskich krajach instrumenty stanowią zarazem przykład tego, jak można wykorzystać takie kontynentalne laboratorium na potrzeby prowadzenia testów w dziedzinie fizyki, na przykład w kontekście poszukiwania ciemnej materii lub sprawdzania podstawowych zasad fizyki.
Do tej pory globalny standard czasu wynikał ze średniej sygnałów z mikrofalowych zegarów atomowych na bazie cezu. Wraz ze wzrostem popularności zegarów optycznych, które oferują wyższy poziom precyzji, pojawiły się głosy wskazujące na konieczność redefiniowania sekundy. Jako że mówimy o precyzji około 100-krotnie wyższej i “gubieniu” sekundy co kilka miliardów lat, to skala możliwej poprawy jest ogromna.
Czytaj też: Rewolucyjny zegar atomowy Chin, to wielki przełom dla wojska i misji kosmicznych
Ale żeby tak się stało, potrzeba porównań pomiarów wykonywanych przez różne, oddalone od siebie zegary optyczne. Takie skoordynowane działania mają w ostatecznym rozrachunku sprawić, że możliwe będzie zdefiniowanie sekundy na nowo. Do zestawienia ze sobą różnych wyników uczestnicy projektu skorzystali z sygnałów radiowych z satelitów i światła laserowego przesyłanego światłowodami. Ostatecznie naukowcom udało się wskazać aspekty wymagające dalszych poprawek. Po ich wprowadzeniu możemy na poważnie oczekiwać nowatorskiego podejścia do standardu pomiaru czasu.