Kur yra geriausias laikrodis visatoje?

Pulsarai yra besisukančios neutroninės žvaigždės, kurios sukuria labai periodiškus radijo bangų pliūpsnius. Pulsaro signalai yra tokie tikslūs, kad kai jie buvo atrasti, astronomai rimtai patikėjo mintimi, kad jie yra protingos gyvybės kitur Visatoje įrodymas, nes jiems neprilygsta niekas, ką fizikai galėjo sukurti Žemėje. Tai paskatino plačiai paplitusį įsitikinimą, kad pulsarai yra tiksliausi laikrodžiai Visatoje.



Po 40 metų astronomai dar turi tiksliai išsiaiškinti, kaip pulsarai generuoja tokius tikslius signalus. Tačiau fizikai, kita vertus, sunkiai dirbo ieškodami būdų, kaip pagerinti pulsarų veikimą.

Šiandien Johnas Hartnettas ir Andre Luitenas iš Vakarų Australijos universiteto klausia, ar į Žemę nukreipti laiko gabalai pasisavino savo astrofizinius konkurentus kaip geriausius Visatos laikrodžius.



Iš pirmo žvilgsnio atsakymas yra gana aiškus visiems, kurie per pastaruosius kelerius metus stebėjo nuostabią kvantinės optikos pažangą.



Antžeminių laikrodžių tikslumas ir stabilumas per pastaruosius 60 metų vidutiniškai pagerėjo daugiau nei eilės tvarka per kiekvieną dešimtmetį, sako Hartnett ir Luiten. Šiandien geriausių optinių gardelių neutralių atomų laikrodžių ir įstrigusių jonų laikrodžių dažnio stabilumas artėja prie vienos dalies iš 10^17.

Priešingai, kai buvo atrasta daugiau pulsarų, jų laiko stabilumas per pastaruosius 20 metų pagerėjo mažiau nei eilės tvarka. Geriausi milisekundžių pulsarai geriausiu atveju turi tik vienos dalies iš 10^15 stabilumą.

Tai reiškia, kad antžeminiai laikrodžiai pagrįstai gali būti karūnuoti geriausiais Visatoje, sako Hartnett ir Luiten.



Tai įspūdinga, bet yra dar vienas klausimas, kurį reikia apsvarstyti prieš kvantinės optikos laboratorijų fizikai gali pradėti spustelėti šampano kamščius. Tai ilgalaikio stabilumo klausimas.

Labai gerai yra sukurti laikrodį, kuris gali kelis mėnesius ar metus pranokti pulsarus, bet bandyti žymiai ilgesnį laiką, tarkime šimtmečius ar tūkstantmečius, ir visa galybė kitų klausimų kelia galvas. Kūrėjai Ilgos dabar laikrodis jau išnagrinėjo šią problemą. Jie klausė, kaip galite garantuoti stabilų elektros tiekimą per tokį laikotarpį? Kaip laikote atsargines dalis arba užtikrinate, kad išliktų žinios, reikalingos atlikti remontą? Ar galite pasikliauti žmonių rasės išlikimu šiais laikotarpiais?

Atsakymai į šiuos klausimus rodo, kad per šį laiką bus labai sunku paleisti rankinį laikrodį, jau nekalbant apie įstrigusį jonų laikrodį. Ir vis dėlto po tūkstančių metų pulsarai vis dar gamins savo reguliarų širdies plakimą.



Į Žemę nukreipti laikrodžiai gali pranokti pulsarus, palyginti su žmogaus laiko skalėmis, tačiau tai padaryti per daug ilgesnį laiką yra dar vienas iššūkis. Kol kas karūną galėjo pavogti antžeminiai laikrodžiai. Jį išlaikyti bus daug sunkiau.

Nuoroda: arxiv.org/abs/1004.0115 : Astrofizinių ir antžeminių dažnių standartų palyginimas: kurie laikrodžiai yra geriausi?

paslėpti