Czy superdokładny zegar przyczyni się do rewolucji w nauce?

W laboratorium FAMO na UMK w Toruniu tyka pierwszy w Polsce optyczny zegar atomowy. To najlepszy znany obecnie ludzkości miernik czasu, podobnymi chwali się tylko kilka ośrodków na świecie.
[break]
„Naszym zegarmistrzom”, bo tak pieszczotliwie o zespole fizyków atomowych mówią na Uniwersytecie Mikołaja Kopernika, udało się w kooperacji z Uniwersytetem Warszawskim i Uniwersytetem Jagiellońskim zbudować i uruchomić niewyobrażalnie dokładny optyczny zegar atomowy. Nie ma obecnie na świecie miernika czasu o wyższej precyzji, a podobne urządzenia w tej samej technologii mają tylko cztery ośrodki naukowe.
Toruńska supermaszyna
Zegar powstawał dwa lata i zajmuje trzy pomieszczenia na bezpiecznym, podziemnym poziomie Krajowego Laboratorium Fizyki Atomowej, Molekularnej i Optycznej (KL FAMO) w Instytucie Fizyki UMK. Jej elementy przyjechały z Krakowa i Warszawy.
- Gdyby przyrównać aparaturę do zegarka na rękę, wahadłem, czyli kryształkiem kwarcu, byłaby wiązka lasera. Uwięzione atomy strontu dbają o to, żeby wahania były równomierne, a grzebień częstości optycznych w trzecim pomieszczeniu to wskazówka, która przelicza wahnięcia na sekundy - dr hab. Michał Zawada, który odpowiada za stronę techniczną projektu, upraszcza tłumacząc wyrafinowane połączenie elektroniki, komputerów, laserów i setek elementów optycznych, składających się na optyczny zegar atomowy.
Żeby zrozumieć istotę osiągnięcia fizyków, wystarczy w zasadzie jeden fakt. Superzegar osiąga punktualność raptem po 2 sekundach, krótko mówiąc, spóźni się o sekundę dopiero za 31 milionów lat! Fizycy mówią o niewyobrażalnej dokładności. Dla porównania, konwencjonalne zegary atomowe, do których cały świat stroi swoje zegary, także my w Polsce, spóźnią się po 60 tysiącach lat. Fizycy UMK mówią o rychłej zmianie definicji sekundy opartej na atomie.
Co to oznacza?
Współczesne naukowe „zegarmistrzostwo” w bardzo dużym uproszczeniu można sprowadzić do poszukiwań coraz lepszych wahadeł. Nasi przodkowie obserwowali ruchy ziemi. Od lat 60. XX w. żyjemy w erze zegarów atomowych, liczymy drgania rozpędzonych atomów. 40 tysięcy razy szybsze okazują się jednak drgania optyczne. A im szybsze drganie, tym większa precyzja pomiaru. Jak tłumaczy dr hab. Michał Zawada, im dokładniej będziemy definiować sekundę, tym dokładniejsze będą pozostałe jednostki. Optyczne zegary mogą prowadzić do przełomu w wielu dziedzinach np. geodezji.
- Niemieccy naukowcy budują mobilny zegar optyczny, badający w terenie oddziaływania grawitacyjne, na które wpływ mają zasoby Ziemi, np. wody termalne, ropa - jak mówi fizyk, na tej podstawie można tworzyć cenne mapy, które staną się punktem wyjścia do bezinwazyjnego poszukiwania cennych złóż.
Współpracą z zegarmistrzami UMK zainteresowani są astronomowie z Piwnic, pracujący na 34- metrowym radioteleskopie, obserwującym kosmos w światowej sieci teleskopów VLBI. Superdokładnie mierzony czas oznacza wyniki badań na najwyższym światowym poziomie.