VTT MIKESin tutkimusryhmä on tehnyt uuden ennätyksen optisen kellon absoluuttitaajuusmittauksessa. Ryhmä kehitti optisen kellon, jolla on poikkeuksellisen pieni systemaattinen epävarmuus ja hyvä luotettavuus.
Sekunnin virallinen määritelmä on muuttumassa ensimmäistä kertaa vuosikymmeniin. Uudistus perustuu optisiin kelloihin, jotka ovat huomattavasti nykyisiä taajuusnormaaleja tarkempia.
VTT MIKESin tutkijat ovat nyt osoittaneet, että yksittäiseen strontiumioniin perustuva optinen kello voi saavuttaa poikkeuksellisen pienen systemaattisen epävarmuuden, vain 7,9×10⁻¹⁹, joka on yksi pienimmistä koskaan raportoiduista. Kellon taajuutta mitattiin kansainvälistä atomiaikaa vastaan kymmenen kuukauden ajan, josta kello oli toiminnassa peräti 84 % ajasta. Tämän mittauksen kokonaisepävarmuus, 9,8×10⁻¹⁷, on ennätyksellisen pieni ja on nykyistä sekunnin määritelmää realisoivien ja kansainvälistä atomiaikaa kalibroivien cesiumkellojen rajoittama.
Yhteiskunnan digitalisoituessa tarve entistä tarkemmille kelloille kasvaa
Tarkka ajanmittaus on välttämätöntä nykymaailmassa. Sitä tarvitaan niin turvallisen pankkitoiminnan ja luotettavien verkkoyhteyksien toteuttamisessa kuin tieteellisessä tutkimuksessakin. VTT:n läpimurto nostaa Suomen kansainvälisen ajanmittauksen kärkeen ja varmistaa, että pysymme teknologisen kehityksen tahdissa.
”Optisten kellojen on täytettävä useita kriteerejä ennen kuin sekunnin uudelleenmäärittely voi edetä. Niiltä vaaditaan muun muassa pientä systemaattista epävarmuutta, luotettavaa toimintaa ja jatkuvuutta nykyisen cesium-atomipohjaisen määritelmän kanssa. Työmme vie kehitystä selvästi näitä tavoitteita kohti”, sanoo Thomas Lindvall, VTT MIKESin erikoistutkija.
Uusi sekunnin määritelmä otetaan maailmanlaajuisesti käyttöön luultavimmin seuraavan vuosikymmenen aikana.
