Espoossa valtiollisen VTT Mikesin tutkimusryhmä on tehnyt uuden ennätyksen optisen kellon absoluuttitaajuusmittauksessa. Ryhmä on kehittänyt optisen kellon, jolla on poikkeuksellisen pieni systemaattinen epävarmuus ja hyvä luotettavuus.
Optisen kellon 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.
Sekunnin virallinen määritelmä on muuttumassa ensimmäistä kertaa vuosikymmeniin. Uudistus perustuu optisiin kelloihin, jotka ovat huomattavasti nykyisiä taajuusnormaaleja tarkempia.
Espoossa sijaitsevan optisen kellon taajuutta mitattiin kansainvälistä atomiaikaa vastaan kymmenen kuukauden ajan, josta kello oli toiminnassa peräti 84 prosenttia ajasta. Tämän mittauksen kokonaisepävarmuus, 9,8×10⁻¹⁷, on ennätyksellisen pieni ja on nykyistä sekunnin määritelmää realisoivien ja kansainvälistä atomiaikaa kalibroivien cesiumkellojen rajoittama.
”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”, sanoo Thomas Lindvall, VTT MIKESin erikoistutkija.
Lindvallin mukaan työ vie kehitystä selvästi näitä tavoitteita kohti. Uusi sekunnin määritelmä otetaan käyttöön maailmanlaajuisesti luultavimmin seuraavan vuosikymmenen aikana.
Samalla tarve entistä tarkemmille kelloille kasvaa maailman verkottumisen takia. Tarkka ajanmittaus on jo välttämätöntä nykymaailmassa. Sitä tarvitaan niin turvallisen pankkitoiminnan ja luotettavien verkkoyhteyksien toteuttamisessa kuin tieteellisessä tutkimuksessakin.
Ja tavallinen kansalainen voi tarkistaa tarkan ajan television VTT Mikes nettisivun NTS-sivuston kautta (LINKKI), jossa on myös muutakin tietoa tarkan ajan saamisessa esimerkiksi it-ratkaisujen käyttöön.
Lisää: Tutkimusartikkeli Phys. Rev. Applied -lehdessä , 27.10.2025 (LINKKI) sekä aiemmat VTT Mikesin tarkkaan aikaan liittyviä artikkeleita (LINKKI) Uusiteknologia.fi:ssä.
Kuvituskuva: Optinen kello VTT MIKESin laboratoriossa. Kuvalähde: VTT