211service.com
Kur ir labākais pulkstenis Visumā?
Pulsāri ir rotējošas neitronu zvaigznes, kas rada ļoti periodiskus radioviļņu uzliesmojumus. Pulsāra signāli ir tik precīzi, ka, atklājot tos, astronomi nopietni apstiprināja domu, ka tie ir pierādījumi par saprātīgu dzīvību citur Visumā, jo tiem nebija līdzvērtīga nekas, ko fiziķi varētu radīt uz Zemes. Tas ir novedis pie plaši izplatīta pārliecības, ka pulsāri ir visprecīzākie pulksteņi Visumā.
40 gadus vēlāk astronomi vēl nav precīzi noskaidrojuši, kā pulsāri ģenerē tik precīzus signālus. Bet fiziķi, no otras puses, ir smagi strādājuši, lai atrastu savus veidus, kā uzlabot pulsāru veiktspēju.
Šodien Džons Hartnets un Andrē Luitens no Rietumaustrālijas universitātes jautā, vai ar Zemi saistīti laika gabali ir uzurpējuši savus astrofiziskos konkurentus kā labākos pulksteņus Visumā.
No pirmā acu uzmetiena atbilde ir diezgan skaidra ikvienam, kurš ir sekojis līdzi pārsteidzošajiem kvantu optikas sasniegumiem dažu pēdējo gadu laikā.
Virszemes pulksteņu precizitāte un stabilitāte ir uzlabojusies vidēji katrā desmitgadē pēdējo 60 gadu laikā, saka Hartnets un Luitens. Mūsdienās labākajiem optiskā režģa neitrālo atomu pulksteņiem un ieslodzījuma jonu pulksteņiem frekvences stabilitāte tuvojas vienai daļai no 10^17.
Turpretim, jo ir atklāts vairāk pulsāru, to laika stabilitāte pēdējo 20 gadu laikā ir uzlabojusies par mazāk nekā vienu pakāpi. Labāko milisekundes pulsāru stabilitāte labākajā gadījumā ir tikai viena daļa no 10^15.
Tas nozīmē, ka virszemes pulksteņus var pamatoti kronēt par labākajiem pulksteņiem Visumā, saka Hartnets un Luitens.
Tas ir iespaidīgi, taču ir vēl viens jautājums, kas jāapsver, pirms fiziķi kvantu optikas laboratorijās var sākt izspiest šampanieša korķus. Tas ir ilgtermiņa stabilitātes jautājums.
Ir ļoti labi izveidot pulksteni, kas dažus mēnešus vai gadus var pārspēt pulsārus, bet izmēģināt to ievērojami ilgāku laiku, teiksim, gadsimtus vai tūkstošgades, un viņu galvas paceļ vesela virkne citu problēmu. Izstrādātāji Ilgā tagadnes pulkstenis jau ir pētījuši šo jautājumu. Viņi ir jautājuši, kā jūs varat garantēt stabilu barošanu šādā laika posmā? Kā uzglabāt rezerves daļas vai nodrošināt, lai zināšanas remonta veikšanai saglabātos? Vai jūs pat varat paļauties uz cilvēku rases izdzīvošanu šajos periodos?
Atbildes uz šiem jautājumiem liecina, ka šajā laika posmā būs ļoti grūti palaist rokas pulksteni, nemaz nerunājot par iesprostotu jonu pulksteni. Un tomēr pēc tūkstošiem gadu pulsāri joprojām ražos savu regulāro sirdspukstu.
Zemei piesaistītie pulksteņi, iespējams, spēj pārspēt pulsārus, salīdzinot ar cilvēka laika skalām, bet to darīt ievērojami ilgākā laika skalā ir vēl viens izaicinājums. Zemes pulksteņi, iespējams, pagaidām ir nozaguši kroni. Saglabāt to būs daudz grūtāk.
Atsauce: arxiv.org/abs/1004.0115 : Astrofizisko un zemes frekvenču standartu salīdzinājums: kuri ir labākie pulksteņi?