Tyrėjai neslepia, jog net ir tiksliausius pasaulyje atominius laikrodžius nežymiai išderina nanoskopinis šiluminis spinduliavimas. Tačiau įvertinus ir pamėginus eliminuoti šį efektą, ateityje būtų galima sukonstruoti nepalyginamai tikslesnį laikrodį – tokį, kuris vienintele sekunde išsiderintų tik per 32 mlrd. metų (laiką, prilygstantį 2,5 dabar egzistuojančios Visatos amžiams).
Hiperjautrūs atominiai laikrodžiai yra naudojami GPS navigacijos ar komunikacijos tarp zondų ir Žemės sistemose, taip pat kvantinių kompiuterių studijose. Inžinieriai konstruoja vis tikslesnius laikrodžius – tokius, kurie viena sekunde išsiderina per vis ilgesnį.
Tiksliausiai pasaulyje laiką šiuo metu skaičiuoja kvantinis laikrodis, veikiantis atominės energijos lygmeniu ir naudojantis teigiamu krūviu pasižyminčius aliuminio jonus. Viena sekunde šis laikrodis išsiderina per 3,7 mlrd. metų.
Atominiai laikrodžiai sekundes skaičiuoja pagal atomo ir jį gaubiančių elektronų virpesius. Elektronus kokiu nors būdu paveikus, virpesių dažnis gali pasikeisti, o laikrodžio tikslumas – išsiderinti. Tyrėjai yra pastebėję, jog tokiu poveikiu atominiuose laikrodžiuose pasižymi šiluminis spinduliavimas. Šio žalingo efekto išvengti nepavyksta ir tada, kuomet atomai būna visiškai izoliuoti ir apsaugoti nuo bet kokio poveikio.
Taip yra todėl, jog vienokią ar kitokią šilumą esant bet kokiai temperatūrai išspinduliuoja praktiškai bet koks kūnas – tiek Saulė, tiek akmuo, tiek tobulai bet kokią spinduliuotę sugerti gebantis objektas (tokie yra vadinami „juodaisiais kūnais“ arba „absoliučiai juodais kūnais“). Temperatūra yra susijusi su greičiu ir atstumu, kuriuo elektronai skrieja aplink atomo branduolį. Labai apibendrintai pasakius, vėsesnių objektų elektronai juda kur kas lėčiau, o šiltesnių – kur kas sparčiau.
Pasirodo, „juodojo kūno“ poveikis (angl. k. – „black body radiation“, BBR arba „cavity radiation“) praplečia elektrono debesį, o tai turi įtakos elektronų virpesių dažniui. Tokio efekto sukeliami tikslaus laiko skaičiavimo nuostoliai gali būti sumažinami viena šimtatrilijonąja dalimi. Tačiau laiką skaičiuojant milijardus metų, toks paklaidos sumažinimas tampa pakankamai apčiuopiamas – pritaikius „juodojo kūno“ spinduliavimo efektą, 1 sekundės paklaida susidarytų nebe per 3,7 mlrd., o jau per 32 mlrd. metų.
Saulius Žukauskas
