Doi fizicieni au primit un premiu de 3 milioane de dolari pentru dezvoltarea unui ceas super-precis care ar putea permite oamenilor de știință să studieze și să exploreze universul mai exact ca oricând

Hidetoshi Yatori și Jun Ye au câștigat Premiul Breakthrough 2022 în fizică fundamentală “pentru contribuții remarcabile la inventarea și dezvoltarea ceasului optic cu rețea, care permite teste de precizie a legilor fundamentale ale naturii”, au anunțat miercuri reprezentanții Premiului Breakthrough .

Yatori lucrează la Universitatea din Tokyo și la Institutul Japonez de Cercetare Riken, în timp ce Ye este cercetător la Universitatea din Colorado Boulder și Institutul Național de Standarde și Tehnologie al Statelor Unite, ei au lucrat independent și vor împărți premiul de 3 milioane de dolari.

Cercetările lui Yatori și Ye au fost esențiale pentru crearea ceasului cu rețea optică, despre care reprezentanții Premiului Breakthrough au spus că îmbunătățește precizia de cronometrare cu un factor de 1.000. Noul ceas ar pierde mai puțin de o secundă dacă ar fi operat timp de 30 de miliarde de ani – mai mult de două ori vârsta estimată a universului.

Ceasurile cu rețea optică reprezintă un pas înainte față de ceasurile atomice tradiționale, care se bazează pe salturile cuantice făcute de electroni în atomii energizați. “O secundă” este definită oficial ca 9.192.631.770 cicluri ale radiației care obține electroni într-un atom de Cesiu pentru a face un salt cuantic.

Ceasurile atomice cu frecvență optică folosesc Stronțiul în locul atomilor de cesiu. Atât Yatori cât și Ye și-au dat seama cum să “îmblânzească” atomii de stronțiu, ținându-i nemișcați pentru a putea fi măsurați. Cercetătorii folosesc o “rețea optică”, o undă staționară dintr-un fascicul laser care creează un fel de formă de carton de ouă ale cărei ale cărei adâncituri capturează atomii.

Această descoperire a făcut ca ceasul cu rețea optică să devină realitate și le-a adus lui Yatori și Ye premiul pentru descoperire în fizică fundamentală. Potențialele aplicații ale tehnologiei sunt numeroase și diverse, au spus reprezentanții Breakthrough. De exemplu, ceasurile cu rețea optică ar putea îmbunătăți foarte mult acuratețea sistemului de poziționare globală (GPS) și a altor rețele de navigație prin satelit și ar permite ca sondele spațiale să fie ghidate mai precis.

Tehnologia ar putea permite, de asemenea, noi teste ale teoriei relativității a lui Einstein – de exemplu, permițând cercetătorilor să studieze dilatarea gravitațională a timpului și alte efecte mai precis. Ceasurile cu rețea optică ar putea ajuta și la detectarea undelor gravitaționale, avertizând cercetătorii cu privire la mici variații de timp induse de aceste valuri spațio-temporale.

Legătura dintre gravitație și timp înseamnă că tehnologia ar putea ajuta cercetătorii să urmărească evenimente vulcanice și seismice pe Pământ și să descopere oceane acoprite pe lumi extraterestre. Ceasurile cu rețea optică ar putea chiar ajuta la căutarea materiei întunecate, a spus Ye.

Sursa: Space.com / foto: C. Henze/NASA Ames Research Center