סינגפור: השעון המדויק ביותר בעולם יטעה בשנייה אחת בתוך 260 מיליארד שנה
החוקרים בנו שתי מערכות עצמאיות והשוו ביניהן במשך כ-200 שעות, והתדרים חפפו עד הספרה ה-19 אחרי הנקודה העשרונית. לפי הערכת המחברים, השעון החדש מדויק פי ארבעה בערך משיאן הקודם בקרב שעוני האטום האופטיים. הממצאים פורסמו בכתב העת Nature.
פיזיקאים מהאוניברסיטה הלאומית של סינגפור פיתחו את שעון האטום המדויק ביותר הקיים כיום. לשעון האופטי המבוסס על יון לוטציום-176 יש שגיאה יחסית של כ-10^-19. אילו היה אפשר לשמר דיוק כזה ברציפות, המכשיר היה נדרש ליותר מ-260 מיליארד שנה כדי לצבור שגיאה של שנייה אחת. הממצאים פורסמו בכתב העת Nature.
בלב השעון נמצא אטום לוטציום בודד טעון חשמלית, המוחזק במלכודת אלקטרומגנטית. לייזר באורך גל של 848 ננומטר מכוונן למעבר מוגדר היטב של אלקטרון בין מצבי אנרגיה, ותנודות האור משמשות כ"מטוטלת" מהירה ויציבה במיוחד. הלוטציום התברר כנוח במיוחד הודות לרגישותו הנמוכה לטמפרטורה, לשדה המגנטי ולתנועת האטום.
החוקרים בנו שתי מערכות עצמאיות והשוו ביניהן במשך כ-200 שעות. התדרים שלהן חפפו עד הספרה ה-19 אחרי הנקודה העשרונית. לפי הערכת המחברים, השעון החדש מדויק פי ארבעה בערך משיאן הקודם בקרב שעוני האטום האופטיים.
דיוק כזה נחוץ לא רק למדידת זמן. בהתאם לתורת היחסות הכללית, קצב השעון תלוי בשדה הכבידה, ולכן מכשירים כאלה מסוגלים לזהות הפרשי גובה של מילימטרים ספורים בלבד. אפשר גם להשתמש בהם לבחינת תיאוריות פיזיקליות יסודיות, לחיפוש שינויים אפשריים בקבועי היסוד ובחלק ממודלים של החומר האפל.
שעונים אופטיים נחשבים מועמדים להגדרה מחדש עתידית של השנייה, המוגדרת כיום לפי מעבר מיקרוגלי באטום הצזיום. המחברים סבורים שפעולתו הפשוטה יחסית של שעון הלוטציום בטמפרטורת החדר תאפשר בעתיד לבנות מערכות קומפקטיות יותר ואף ניידות.