Το ακριβέστερο ρολόι του κόσμου είναι υπερβολικά ακριβές

Πέμπτη, 6 Νοεμβρίου 2014 Ετικέτες

Το ακριβέστερο ρολόι του κόσμου είναι υπερβολικά ακριβές

Το πιο ακριβές ατομικό ρολόι του κόσμου δεν θα είχε χάσει ούτε δευτερόλεπτο αν λειτουργούσε από τότε που γεννήθηκε η Γη πριν από 4,5 δισεκατομμύρια χρόνια. Είναι τόσο ακριβές που καταγράφει ανεπαίσθητες μεταβολές στην ίδια τη ροή του χρόνου, μεταβολές που θα το καθιστούσαν άχρηστο στην μέτρηση της ώρας. 

Απόλυτη ακρίβεια 

Το «ρολόι οπτικού πλέγματος» που αναπτύχθηκε στο Πανεπιστήμιο του Κολοράντο επηρεάζεται ακόμα και από μικρές μεταβολές της βαρύτητας, η οποία σύμφωνα με τον Αϊνστάιν μεταβάλλει το ρυθμό του χρόνου. 

Αυτό σημαίνει ότι δύο ίδια ατομικά ρολόγια της νέας τεχνολογίας θα ήταν πρακτικά αδύνατο να μείνουν συγχρονισμένα για πολύ -ό,τι χειρότερο μπορεί να συμβεί σε έναν χρονομέτρη.

Με αυτά τα επίπεδα ακρίβειας «η διατήρηση μιας απόλυτης χρονικής κλίμακας στη Γη μετατρέπεται σε εφιάλτη» σχολίασε στο αμερικανικό Εθνικό Δημόσιο Ραδιόφωνο ο Γιουν Γε, μέλος της ομάδας που ανέπτυξε το ρολόι σε συνεργασία με το Εθνικό Ινστιτούτο Προτύπων και Τεχνολογίας των ΗΠΑ. 

Το νέο «ρολόι οπτικού πλέγματος» παρουσιάστηκε τον Ιανουάριο στην επιθεώρηση «Nature» ως το πιο ακριβές και πιο σταθερό ρολόι έχει κατασκευαστεί ποτέ. Όπως όλα τα ατομικά ρολόγια, το νέο σύστημα μετρά το χρόνο παρακολουθώντας τις ταλαντώσεις ατόμων που μεταπηδούν ανάμεσα σε δύο επίπεδα ενέργειας. Η συχνότητα της ταλάντωσης είναι εξαιρετικά σταθερή και τα άτομα λειτουργούν έτσι ως μετρονόμοι. 

Το πλέγμα 

Στην καρδιά της συσκευής βρίσκεται ένας θάλαμος κενού, μέσα στον οποίο μερικές χιλιάδες άτομα στροντίου διατηρούνται μετέωρα μέσα σε ένα πλέγμα από διασταυρούμενες δέσμες λέιζερ. Ένα διαφορετικό, κόκκινο λέιζερ αναγκάζει τα άτομα να ταλαντώνονται 430 τρισεκατομμύρια φορές το δευτερόλεπτο, με κάθε ταλάντωση να αντιστοιχεί σε ένα «τικ» του ρολογιού. 

Το πρόβλημα όμως είναι ότι ένα δευτερόλεπτο, ή ένα οποιοδήποτε κλάσμα του δευτερολέπτου, δεν έχει την ίδια διάρκεια παντού στη Γη. Σύμφωνα με τη Γενική Θεωρία της Σχετικότητας του Αϊνστάιν, ο χρόνος τρέχει πιο αργά όταν η δύναμη της βαρύτητας μεγαλώνει.  Και αυτό σημαίνει ότι στην κορυφή ενός βουνού ο χρόνος κυλά πιο γρήγορα από ό,τι στη βάση του, αφού η απόσταση της κορυφής από το κέντρο της Γης είναι μεγαλύτερη και η βαρύτητα μικρότερη. 

Υπερ-ευαίσθητο 

Το νέο ρολόι είναι τόσο ακριβές ώστε καταγράφει την επιβράδυνση του χρόνου ακόμα και με την παραμικρή κατακόρυφη μετατόπιση. Αν κανείς το σηκώσει από το πάτωμα και το κρεμάσει στον τοίχο «ο χρόνος θα επιταχυνθεί κατά περίπου ένα μέρος στα 1016» λέει ο Δρ Γε. 

Αυτές οι μεταβολές θα ήταν σημαντικό πρόβλημα για τη μέτρηση του χρόνου, η οποία απαιτεί να υπάρχουν πολλά ρολόγια απόλυτα συγχρονισμένα μεταξύ τους. Το νέο ρολόι όμως είναι τόσο ευαίσθητο ώστε θα ήταν αδύνατο να παραμείνει συγχρονισμένο με ένα άλλο ρολόι, ακόμα κι αν ήταν πανομοιότυπο. Όπως λέει ο Γε, ο μόνος τρόπος να αξιοποιηθούν τα νέα ρολόγια στη μέτρηση του χρόνου θα ήταν να τα στείλουμε στο Διάστημα, μακριά από τις επιδράσεις της Γης. 

Ακόμα όμως κι αν αυτό δεν συμβεί, η νέα τεχνολογία θα μπορούσε να αξιοποιηθεί στη γεωλογία για τον εντοπισμό σχηματισμών του υπεδάφους που προκαλούν ανεπαίσθητες μεταβολές στη βαρύτητα, και επομένως και στο ρυθμό του χρόνου. Είναι λοιπόν πιθανό ότι τα νέα ατομικά ρολόγια θα έχουν μια πληθώρα εφαρμογών. Απλώς δεν θα λένε την ώρα.

0 σχόλια :