Donedávna sa najpresnejšie hodiny považovali za kvantové hodiny, ktoré sa za 3,7 miliardy rokov mýlili iba o 1 sekundu. Prekonali ich atómové experimentálne hodiny vyvinuté v USA, v štáte Colorado.
V roku 2014 skupina výskumných pracovníkov z University of Colorado Boulder a Národného ústavu pre štandardy a technológie ohlásila vynález atómových hodín stroncia. Tieto hodinky sú 1,5-krát presnejšie ako tie predchádzajúce.
Keby také hodiny mohli fungovať nepretržite päť miliárd rokov, potom by nebežali dopredu a nezaostávali by ani sekundu.
V týchto najpresnejších hodinkách na svete je niekoľko tisíc atómov stroncia usporiadaných v reťazcoch asi stovky filtrov, ktoré sú optickou mriežkou tvorenou silným laserovým lúčom.
Frekvencia vibrácií atómov stroncia je 430 miliárd krát za sekundu. Vďaka tejto frekvencii sú stronciové hodiny oveľa presnejšie ako céziové hodiny uznávané svetovými štandardmi.
Hodiny stroncia verzus cézium
Podľa medzinárodných štandardov sú atómové hodiny na báze cézia považované za najpresnejšie hodiny. Takými sú napríklad hodinky NIST-F1 v americkom Colorade.
Optické stronciové hodiny pracujú na vyšších frekvenciách ako céziové hodiny, ktoré používajú mikrovlnné rúry. Vďaka svojej vysokej presnosti a stabilite môžu stronciové hodiny dobre nahradiť cézium a sú uznávané po celom svete ako hlavný štandard merania svetového času.
Ako sa meria účinnosť atómových hodín
Na meranie účinnosti atómových hodín sa používajú dva hlavné parametre: stabilita a presnosť. Stabilita naznačuje, ako sa rýchlosť hodiniek v priebehu času mení a je dôležitá pre dlhodobé fungovanie strojčeka. Presnosť ukazuje, ako blízko sú hodiny rezonančnej frekvencii, pri ktorej viazané atómy vibrujú medzi energetickými úrovňami.
Pokiaľ ide o stabilitu a presnosť, experimentálne hodiny stroncia prekonávajú všetky rekordy.
Prečo potrebujete atómové hodiny
Technológia merania času sa vyvinula z menej presnejšej. Najskôr stačilo merať každú hodinu, potom bolo možné merať minúty a sekundy.
Napriek svojej vysokej presnosti sa atómové hodiny ľuďom nezdajú také potrebné. Ale to je len na prvý pohľad.
Takáto presnosť merania času je nevyhnutná pre niektoré systémy, kde hrá dôležitú úlohu dokonca jedna miliardtina sekundy. Napríklad atómové hodiny sa používajú na synchronizáciu činnosti telekomunikačných systémov, ako aj satelitných navigačných systémov.
Spoločnosti, ktoré dodávajú elektrinu, používajú jadrovú technológiu na určenie miesta poškodenia elektrických vodičov. Prieskum vesmíru využíva technológiu atómových hodín na rádiové pozorovanie objektov vzdialeného vesmíru.
Frekvencia je pojem, ktorý sa vzťahuje na čas. Toto je veľkosť času, to je tempo, ktorým hodiny bežia. Táto hodnota sa berie do úvahy pri rozhlasovom a televíznom vysielaní, aby sa zabránilo prekrývaniu medzi stanicami a kanálmi.
Pozorovanie vesmíru pomocou sondy vo vnútri slnečnej sústavy je nemožné bez účasti presných atómových hodín na pozemských staniciach.
Čas hrá dôležitú úlohu pri usporiadaní rôznych druhov ľudskej činnosti. Finančné trhy vyžadujú čoraz presnejšie výpočty pri určovaní načasovania transakcií.
