Změna lidského měření času je na spadnutí. Jak ho ovlivní nové nepřesnější hodiny na světě?

Atomové hodiny nabízejí nejpřesnější způsob, jak měřit čas, a od roku 1993 jsou mezinárodně uznávaným standardem. Nejčastěji bývají založeny na kmitání molekul plynného čpavku, resp. atomů cesia, a 1 sekunda je definována coby 9 192 631 770 těchto kmitů. Bavíme se však o definici, která je přes 50 let stará, a vzhledem k pokrokům vědy bylo jen otázkou času, než cesiový status quo někdo či něco naruší. Změnu nyní přináší nové atomové hodiny, na kterých pracovali odborníci z Massachusettského technologického institutu (MIT).

Nejpřesnější hodiny světa

Výsledky své práce zveřejnili v odborném magazínu Nature, kde se pochlubili hodinami, které neměří oblak náhodně oscilujících atomů, ale používají kvantově provázané atomy pro ještě přesnější měření. Konkrétně vědci z MIT použili přibližně 350 atomů ytterbia, které oscilovalo při stejné frekvenci jako světlo. Ve výsledku to znamená, že tyto atomy kmitaly 100 000krát rychleji než donedávna běžně používané cesium, čímž docházelo k menšímu rozkmitu a stokrát menším odchylkám.

The best atomic clocks, running since the Big Bang, would only be off by half a second today. Still, they could be more precise. Physicists have designed a new kind of atomic clock sensitive enough to detect dark matter and gravitational waves. https://t.co/PgI329nVTh pic.twitter.com/6ytwexBCYH

— Massachusetts Institute of Technology (MIT) (@MIT) December 18, 2020

Změní se definice sekundy?

Přesnější měření je dalším krůčkem k nové definici sekundy coby měrné jednotky času, což lze zpětně uplatnit nejen ve vědě, ale i celé řadě zcela obvyklých profesí či předmětů, které denně používáme. Všude tam, kde je potřeba fungovat na základě času (mobilní sítě, letecké hodiny apod.), může přijít znatelný pokrok v měření a tudíž i vylepšení těchto služeb.

New U.S. atomic clock not stylish, but accurate to within a second every 300 million years. http://t.co/HJR9zVl7a3 pic.twitter.com/xs12kv1pxa

— CNN Breaking News (@cnnbrk) April 3, 2014

Tři verze testovacích hodin

Dojít k vylepšení atomových hodin však nebylo vůbec jednoduché. Ve skutečnosti musel tým z MIT sestrojit hned trojici rozdílných modelů. První vznikl na bázi zmiňovaných atomů ytterbia, druhý model použil atomy stroncia a třetí využíval elektricky nabité atomy hliníku. Přístroje navíc byly umístěny na různých místech a teprve dlouhé pozorování a porovnávání výsledků přineslo kýžené ovoce v podobě přesnějšího měření.

Předmětem experimentu a celé práce přitom nebylo určit, které z atomů se pro sestavení hodin nejvíce hodí, ale zdokonalit přesnost zachování času těchto prvků. Náhradu za cesium tím ale lidstvo s největší pravděpodobností přece jen získalo.