Až do nedávné doby byly nejpřesnější hodiny považovány za kvantové hodiny, které se za 3,7 miliardy let mýlily jen o 1 sekundu. Byli překonáni atomovými experimentálními hodinami vyvinutými v USA ve státě Colorado.
V roce 2014 skupina vědců z University of Colorado Boulder a National Institute of Standards and Technology oznámila vynález atomových hodin stroncia. Tyto hodinky jsou 1,5krát přesnější než ty předchozí.
Pokud by takové hodiny mohly fungovat nepřetržitě po dobu pěti miliard let, pak by neběhaly vpřed a nezůstaly by ani sekundu pozadu.
V těchto nejpřesnějších hodinkách na světě je několik tisíc atomů stroncia uspořádáno do řetězců asi stovky filtrů, které jsou optickou mřížkou tvořenou silným laserovým paprskem.
Frekvence vibrací atomů stroncia je 430 miliardkrát za sekundu. Díky této frekvenci jsou stronciové hodiny mnohem přesnější než cesiové hodiny uznávané světovými standardy.
Hodiny stroncia versus cesium
Podle mezinárodních standardů jsou atomové hodiny na bázi cesia považovány za nejpřesnější hodiny. Takovými jsou například hodinky NIST-F1 v Coloradu v USA.
Optické stronciové hodiny pracují na vyšších frekvencích než cesiové hodiny, které používají mikrovlnné trouby. Díky své vysoké přesnosti a stabilitě mohou stronciové hodiny dobře nahradit cesium a být uznávány po celém světě jako hlavní standard pro měření světového času.
Jak se měří účinnost atomových hodin
K měření účinnosti atomových hodin se používají dva hlavní parametry: stabilita a přesnost. Stabilita indikuje, jak se rychlost hodinek v průběhu času mění, a je důležitá pro dlouhodobé fungování pohybu. Přesnost ukazuje, jak blízko jsou hodiny rezonanční frekvenci, při které vázané atomy vibrují mezi energetickými hladinami.
Pokud jde o stabilitu a přesnost, experimentální hodiny stroncia překonávají všechny rekordy.
Proč potřebujete atomové hodiny
Technologie měření času se vyvinula z méně přesné. Nejprve stačilo měřit každou hodinu, poté bylo možné měřit minuty a sekundy.
Navzdory své vysoké přesnosti se atomové hodiny lidem nezdají být tak nutné. Ale to je jen na první pohled.
Taková přesnost měření času je nezbytná pro některé systémy, kde hraje důležitou roli i miliardtina sekundy. Například atomové hodiny se používají k synchronizaci provozu telekomunikačních systémů i satelitních navigačních systémů.
Společnosti, které dodávají elektřinu, používají jadernou technologii k určení místa poškození elektrických vodičů. Průzkum vesmíru využívá technologii atomových hodin k rádiovému pozorování objektů vzdáleného vesmíru.
Frekvence je pojem, který platí pro čas. To je velikost času, to je tempo, jakým hodiny běží. Tato hodnota se bere v úvahu při rozhlasovém a televizním vysílání, aby se zabránilo překrývání mezi stanicemi a kanály.
Pozorování vesmíru pomocí sondy uvnitř sluneční soustavy je nemožné bez účasti přesných atomových hodin na stanicích Země.
Čas hraje důležitou roli při uspořádání různých druhů lidské činnosti. Finanční trhy vyžadují stále přesnější výpočty při určování načasování transakcí.
