Zegar z jednym jonem bije najdokładniej

Zegar składający się z pojedynczego jonu stymulowanego przez impulsy laserowe zbudowali uczeni z niemieckiego instytutu technicznego PTB. Teoretyczne założenia takiego czasomierza opracowane zostały jeszcze w latach 80-tych XX wieku przez noblistę Hansa Dehmelta. Teraz udało się zbudować urządzenie odmierzające czas na zasadzie optyczno-atomowej z niespotykaną dokładnością.

Mechanizm opisany w najnowszym wydaniu „Physical Review Letters” polega na wzbudzaniu odpowiednio dobranymi impulsami laserowymi atomu iterbu w pułapce jonowej, na który działa jednocześnie wiązka laserowa w zakresie poczerwieni. Rezonans zjonizowanego atomu odmierza czas z dokładnością, jak podają badacze, stukrotnie większą niż używany w standardach SI zegar atomowy z cezem.

„Wahadło” zegara cezowego opiera się na rezonansie wywołanym wiązkami promieniowania o częstotliwości 10¹⁰ Hz. Atomowo-optyczne zegary wzbudzane są częstotliwościami wyższymi, w zakresie 10¹⁴ do 10¹⁵ Hz. Przy zakresach niepewności pomiaru schodzących do poziomu 10^-18atomowo-optyczne techniki odmierzania czasu mogą wkrótce zagrozić pozycji cezu jako międzynarodowego probierza atomowego.