Ilmuwan ciptakan jam atom baru dengan akurasi hingga 30 miliar tahun

Para ilmuwan telah mengembangkan jam atom paling tepat dan akurat hingga saat ini – jika kamu menjalankannya dua kali usia alam semesta saat ini, jam tersebut hanya akan meleset satu detik. Hal ini tidak hanya dapat meningkatkan layanan seperti GPS, namun juga membantu para ilmuwan menyelidiki bagaimana gravitasi membengkokkan aliran waktu melintasi jarak submilimeter.

Jam tangan rata-rata mampu menjaga waktu dengan baik untuk keperluan sehari-hari – meleset sedetik dalam beberapa minggu di luar rumah tidak menjadi masalah saat rapat atau makan siang. Namun untuk peristiwa kompleks seperti peluncuran luar angkasa, perbedaan sepersekian detik dapat berarti perbedaan sangat besar di ruang kendali.

Jam atom adalah instrumen yang sangat presisi yang memungkinkan pencapaian yang mengesankan ini. Mereka bekerja dengan menghitung getaran atom tertentu yang sangat dapat diprediksi – cesium-133, misalnya, 'berdetak' tepat 9.192.631.770 kali per detik, dan ini telah digunakan untuk secara resmi menentukan lamanya satu detik sejak tahun 1960an. Mereka akurat dalam satu detik dalam 300 juta tahun.

Dilansir dari New Atlas (9/7), kini para ilmuwan di JILA telah mengembangkan jam atom yang jauh lebih presisi. Hal ini didasarkan pada beberapa perkembangan yang telah diciptakan tim selama bertahun-tahun. Pertama, ia tidak menggunakan atom cesium melainkan strontium, yang mencapai 429 triliun kali per detik. Daripada mengukur detak ini menggunakan gelombang mikro, jam atom jenis ini menggunakan gelombang cahaya tampak, yang memiliki frekuensi jauh lebih tinggi.

Puluhan ribu atom strontium ini terperangkap dalam semacam jaring laser, atau 'kisi optik', yang menahan mereka di tempatnya saat melakukan tarian yang dapat diprediksi. Memiliki begitu banyak objek di satu tempat membantu meningkatkan presisi, yang hanya berkurang satu detik dalam miliaran tahun.

Jam atom baru dari tim JILA meningkatkan akurasi hingga memecahkan rekor menggunakan perangkap cahaya yang lebih dangkal dan lembut. Hal ini mencegah dua sumber kesalahan yang sering terjadi pada jam atom kisi optik – pengaruh sinar laser dan atom yang bertabrakan satu sama lain.

Desain baru ini tampaknya akurat hingga 8,1 bagian per 10 triliun (10 diikuti 19 angka nol). Dengan kata lain, jam hanya akan meleset satu detik jika ia berjalan selama 30 miliar tahun – yang berarti dua kali lipat usia alam semesta saat ini.

Ketepatan luar biasa ini dapat digunakan untuk mengukur waktu lebih baik dari sebelumnya, sehingga meningkatkan teknologi seperti GPS dan komunikasi. Namun alat ini juga dapat membantu menyelidiki fisika itu sendiri – lagipula, gravitasi dapat mengubah laju berlalunya waktu, dan instrumen ini dapat mengukur perbedaan jarak pada ketebalan sehelai rambut.

“Jam ini sangat presisi sehingga dapat mendeteksi efek kecil yang diprediksi oleh teori seperti relativitas umum, bahkan pada skala mikroskopis,” kata Jun Ye, penulis studi tersebut. “Ini mendorong batas-batas dari apa yang mungkin dilakukan dengan ketepatan waktu.”