Fins fa poc, el rellotge més precís es considerava un rellotge quàntic, que estava equivocat només 1 segon en 3.700 milions d’anys. Van ser superats pel rellotge experimental atòmic desenvolupat als EUA, a l’estat de Colorado.
El 2014, un grup de científics investigadors de la Universitat de Colorado Boulder i l'Institut Nacional d'Estàndards i Tecnologia van anunciar la invenció del rellotge atòmic d'estronci. Aquest rellotge és 1,5 vegades més precís que els anteriors.
Si un rellotge així pogués funcionar sense parar durant cinc mil milions d’anys, no funcionaria cap endavant i no quedaria enrere ni un segon.
En aquest rellotge més precís del món, diversos milers d’àtoms d’estronci es disposen en cadenes d’uns cent filtres, que són una xarxa òptica formada per un potent feix làser.
La freqüència de vibracions dels àtoms d’estronci és de 430 mil milions de vegades per segon. Gràcies a aquesta freqüència, els rellotges d’estronci són molt més precisos que els rellotges de cesi reconeguts pels estàndards mundials.
Rellotges d’estronci versus cesi
Segons les normes internacionals, els rellotges atòmics basats en cesi són considerats els rellotges més precisos. Així són, per exemple, els rellotges NIST-F1 a Colorado, Estats Units.
Els rellotges òptics d’estronci funcionen a freqüències més altes que els rellotges de cesi, que utilitzen microones. A causa de la seva alta precisió i estabilitat, els rellotges d’estronci poden substituir el cesi i ser reconeguts a tot el món com el principal estàndard per mesurar el temps mundial.
Com es mesura l’eficiència d’un rellotge atòmic
Per mesurar l’eficiència d’un rellotge atòmic s’utilitzen dos paràmetres principals: l’estabilitat i la precisió. L’estabilitat indica com canvia la velocitat del rellotge amb el pas del temps i és important per al funcionament a llarg termini del moviment. La precisió mostra la proximitat del rellotge a la freqüència de ressonància a la qual vibren els àtoms units entre els nivells d’energia.
En termes d’estabilitat i precisió, el rellotge experimental d’estronci bat tots els rècords.
Per què necessiteu un rellotge atòmic
La tecnologia de mesura del temps ha evolucionat de menys a més precisa. Al principi n'hi havia prou amb mesurar cada hora, després es va fer possible mesurar minuts i segons.
Tot i la seva alta precisió, els rellotges atòmics no semblen tan necessaris per als humans. Però això només és a primera vista.
Aquesta precisió de la mesura del temps és necessària per a alguns sistemes, on fins i tot la mil·lèsima part de segon juga un paper important. Per exemple, els rellotges atòmics s’utilitzen per sincronitzar el funcionament dels sistemes de telecomunicacions, així com els sistemes de navegació per satèl·lit.
Les empreses que subministren electricitat utilitzen tecnologia nuclear per identificar on es danyen els cables elèctrics. L’exploració espacial utilitza la tecnologia del rellotge atòmic per fer observacions per ràdio d’objectes espacials distants.
La freqüència és un concepte que s’aplica al temps. Aquesta és la magnitud del temps, aquest és el ritme al qual corre el rellotge. Aquest valor es té en compte a les emissions de ràdio i televisió per tal d’evitar la superposició d’emissores i canals.
Les observacions de l’espai amb una sonda a l’interior del sistema solar són impossibles sense la participació de rellotges atòmics precisos a les estacions de la Terra.
El temps té un paper important en l’ordenació de diversos tipus d’activitat humana. Els mercats financers requereixen càlculs cada vegada més precisos per determinar el moment de les transaccions.
