Un element chimic utilizat rareori ar putea redefini timpul

În prezent, cel mai precis ceas din lume pe care îl utilizăm pentru a determina ora la nivel global are o eroare de aproximativ o secundă la fiecare 300 de milioane de ani. Însă cercetătorii consideră că acest lucru poate fi îmbunătăţit. În prezent, cercetătorii analizează posibilitatea utilizării luteţiului pentru măsurarea timpului.

În trecut, o secundă era definită ca o fracţiune dintr-o rotaţie de 24 de ore a planetei în jurul propiei axe.  Însă, conform Live Science, rotaţia Pământului poate varia, aşadar cercetătorii au ales să calibreze ceasurile la un nivel atomic. 

În 1967, Comitetul Internaţional de Măsuri şi Greutăţi (CIPM) a definit o secundă ca fiind timpul necesar pentru ca un atom de cesiu să absorabă suficientă energie pentru a mişca. Pentru ca acest lucru să aibă loc, atomii trebuie să fie "bombardaţi" cu aproximativ 9.192.631.770 de cicluri de radiaţii cu microunde. Aceste măsurători au fost realizate pe o perioadă de aproape trei ani, informează publicaţia Scientific American. 

În prezent, sute de ceasuri atomice cu cesiu calculează timpul la nivel global şi controlează sistemele de navigare prin GPS. Însă, în ultima decadă, a apărut o nouă generaţie de ceasuri denumite "ceasuri optice" ce sunt de 100 de ori mai precise decât cele cu cesiu. Noile ceasuri funcţionează după acelaşi principiu precum cele cu cesiu, însă utilizează atomi de aluminiu sau yterbiu pentru a se pune în mişcare la frecvenţele înalte ale luminii vizibile. În timp ce noile ceasuri optice sunt mult mai precise, acestea sunt greu de menţinut stabile pe o perioadă îndelungată. Murray Berrett, profesor de fizică din cadrul Universităţii Naţionale din Singapore, susţine că o simplă schimbare a temperaturii camerei poate modifca modul în care câmpul electromagnetic acţionează asupra atomilor. Aşadar, ceasurile cu cesiu "sunt mult mai de încredere decât noile ceasuri optice", a declarat Barrett. 

În cadrul noului studiu, Barrett şi echipa sa au descoperit că ionii de luteţiu sunt mai puţin sensibili la temperaturile mediului decât alte elemente utilizate pentru obţinerea ceasurilor optice. Atomii de luteţiu pot compensa şi alte probleme ce afectează măsurarea timpului. Deoarece atomii utilizaţi în aceste ceasuri au o mişcare ''înainte şi înapoi'', ca răspuns la câmpul electromagnetic creat de unde, măsurarea timpului poate fi modificată. Cercetătorii denumesc această mişcare rapidă ca fiind o ''micromotion shift''.

Deaoarece specialiştii trebuie să compenseze această schimbare, este dificil de realizat un ceas atomic cu mai mult de un ion. Însă specialiştii au descoperit că pot utiliza o proprietate naturală a luteţiului pentru a opri mişcările atomilor. Însă şi acest lucru vine cu un anumit cost. Atomii devin mult mai sensibili la temperatura camerei. 

Deşi Barrett consideră luteţiul "extrem de promiţător", el nu crede că este necesară redefinirea unei secunde prin intermediul ceasurilor optice. 

Vă recomandăm să citiţi şi următoarele articole: