A fost testat cel mai precis ceas din lume. Cum ar putea acesta să transforme fizica fundamentală

Jun Ye, de la Institutul Naţional de Standarde şi Tehnologie (NIST) şi Universitatea din Colorado Boulder, a declarat pentru AFP că este „de departe” cel mai precis ceas construit vreodată şi ar putea deschide calea pentru noi descoperiri în mecanica cuantică.

Ye şi colegii lui şi-au publicat concluziile în revista Nature, miercuri, descriind progresele inginereşti care le-au permis să construiască un dispozitiv de 50 de ori mai precis decât cel mai bun ceas al lor anterior, el însuşi un record, construit în 2010.

În urmă cu mai bine de un secol, în 1915, Einstein şi-a prezentat teoria relativităţii generale, susţinând ideea conform căreia câmpul gravitaţional al unui obiect masiv distorsionează spaţiul-timp. În mod logic, acest lucru face ca timpul să se mişte mai încet pe măsură ce un obiect se apropie de altul.

Dar abia după inventarea ceasurilor atomice, care măsoară timpul prin detectarea tranziţiei dintre două stări de energie din interiorul unui atom expus la o anumită frecvenţă, oamenii de ştiinţă au putut dovedi teoria.

Printre primele experimente s-a numărat Gravity Probe A din 1976, care a implicat o navă spaţială aflată la şase mii de mile deasupra suprafeţei Pământului. Cercetătorii au arătat atunci că ceasul de la bordul navei era mai rapid decât un echivalent aflat pe Pământ cu o secundă la fiecare 73 de ani. De atunci, ceasurile au devenit din ce în ce mai precise şi, astfel, mai capabile să detecteze efectele relativităţii.

În noul ceas al lui Ye se află 100.000 de atomi de stronţiu, stratificaţi unul peste altul, având o înălţime de aproximativ un milimetru. Ceasul este atât de precis încât, atunci când oamenii de ştiinţă au împărţit teancul de atomi în două, au putut detecta diferenţe de timp între jumătatea de sus şi cea de jos. La acest nivel de precizie, ceasurile acţionează în esenţă ca nişte senzori.

„Spaţiul şi timpul sunt conectate”, a spus Ye, citat de France24. „Şi cu măsurarea timpului atât de precisă, puteţi vedea de fapt cum se schimbă spaţiul în timp real – Pământul este un corp viu”.

O răspândire a unor astfel de ceasuri i-ar ajuta pe geologi să prezică erupţiile vulcanice sau ar putea contribui la înţelegerea modului în care încălzirea globală cauzează topirea gheţarilor şi ridicarea oceanelor.

În timp ce relativitatea explică modul în care se comportă obiectele mari, cum ar fi planetele şi galaxiile, este celebră incompatibilitatea cu mecanica cuantică, care se ocupă de obiectele foarte mici, susţinând că totul se poate comporta ca o particulă şi o undă.

Intersecţia celor două câmpuri ar aduce fizica cu un pas mai aproape de o „teorie a totul” care ar putea explica orice fenomen fizic al cosmosului.