Za sprawą zmiany rtęci i berylu, wykorzystywanych we wcześniejszej wersji zegara, na aluminium, naukowcom udało się osiągnąć najwyższą do tej pory dokładność. Dopuszczalne odchylenie, równe jednej sekundzie, zostanie przez zegar „zebrane” dopiero za 3,7 miliarda lat. Rekordzista wśród zegarów nie bez przyczyny został nazwany „Quantum Logic Clock” – korzysta on bowiem
z mechanizmu przetwarzania i magazynowania danych, zastosowanego
w eksperymentalnych komputerach kwantowych.

W klasycznym zegarze atomowym dwa jony metali znajdują się w pułapce elektromagnetycznej w odległości kilku mikrometrów od siebie. Wzajemne oddziaływanie atomów pod wpływem lasera pozwala na odróżnienie dwóch stanów – warunkowego 0 i 1. Odliczanie czasu polega na wahaniach systemu pomiędzy tymi stanami. Dotychczas najbardziej dokładnym zegarem atomowym był zegar rtęciowy, stworzony w NIST w roku 2006. Zegar ten spóźniał się
o sekundę dopiero po upływie 400 milionów lat. Innowacyjny „Quantum Logic Clock” przewyższa swojego poprzednika w dokładności o prawie 10 razy. Ponadto, nowy zegar dzieli czas na mniejsze jednostki, co w przyszłości może pozwolić na stukrotnie dokładniejszy jego pomiar.

Obecnie naukowcy NIST pracują nad pięcioma różnymi rodzajami eksperymentalnego zegara. Każdy z nich będzie funkcjonował na bazie innej substancji, m. in. iterbu. W jaki sposób można będzie wykorzystać rekordowy zegar? Mierniki czasu nowej generacji znajdą zastosowanie w nowych rodzajach czujników służących do badań złóż podziemnych oraz w fundamentalnych badaniach Ziemi. Ponadto w spektrum ich zastosowania wchodzić będzie również superdokładna nawigacja – na przykład lądowanie samolotu za pomocą GPS. Więcej szczegółów dotyczących mechanizmu nowego zegara znaleźć można w artykule opublikowanym w magazynie Physical Review Letters. JSL

źródło: www.nist.gov