Alasan utama jam nuklir akan jauh lebih akurat dibandingkan dengan jam atom adalah karena fakta bahwa jam atom rentan terhadap medan magnet dan listrik yang sedikit dapat mengganggu getaran elektronnya.
Selama hampir enam puluh tahun, dunia telah mempertimbangkan jam atom sebagai standar emas untuk penentu waktu yang paling akurat di dunia. Jam ini merupakan dasar dari perangkat GPS, menentukan panjang detik yang resmi, dan baru-baru ini memainkan peran dalam pelacakan partikel subatomik yang tampaknya melakukan perjalanan yang lebih cepat dari cahaya.
Namun kini muncul pesaing yang tangguh, sebuah cara baru yang lebih akurat untuk mengukur waktu. Corey Campbell dari Institut Teknologi Georgia, bersama lima rekannya, telah bekerja sama untuk mendeskripsikannya dalam makalah yang dipublikasikan dalam arXiv; seberapa akurat yang bisa dibuat oleh jam nuklir jika dibandingkan dengan jam atom.
Sementara jam atom didasarkan pada getaran elektron yang mengorbiti atom, jam nuklir sebaliknya didasarkan pada penyetelan orientasi spasial elektron yang menyebabkan inti atom melompat bolak-balik di antara keadaan energi tinggi dan rendah dengan menggunakan frekuensi cahaya yang sangat spesifik. Hasilnya akan menjadi sebuah jam yang disetel dengan laser yang akan melayang hanya sekitar satu detik dalam 200 miliar tahun, atau 14 kali usia alam semesta dan 60 kali lebih akurat daripada jam atom saat ini. Satu-satunya trik adalah dengan mencari tahu frekuensi tersebut.
Bagi kebanyakan orang, ketepatan jam tidak terlalu menjadi masalah besar. Dengan alasan inilah sesuatu yang disebut Coordinated Universal Time (UTC) digunakan bagi kehidupan biasa. UTC ini berasal dari pengukuran jam atom namun juga menggunakan detik kabisat berdasarkan rotasi bumi. Untuk aplikasi lain, akurasi yang lebih lanjut sangat diperlukan. GPS adalah salah satu contohnya. Karena ada empat satelit yang digunakan untuk pelacakan GPS, beberapa cara pengaturan waktu sinyalnya harus digunakan untuk mengkoordinasikan data yang dikirim dari GPS dan diteruskan ke bumi berdasarkan sistem navigasi. Semakin kecil kesalahan dalam waktu, maka semakin akurat sistem tersebut.
Alasan utama jam nuklir akan jauh lebih akurat dibandingkan dengan jam atom adalah karena fakta bahwa jam atom rentan terhadap medan magnet dan listrik yang sedikit dapat mengganggu getaran elektronnya. Dengan menggunakan laser untuk mengontrol secara tepat inti yang memantul di antara berbagai keadaan, bagaimanapun juga, tidak akan hampir sama rentannya terhadap gangguan semacam itu.
Kredit: Georgia Institute of Technology
Jurnal: C. J. Campbell, A. G. Radnaev, A. Kuzmich, V. A. Dzuba, V. V. Flambaum, A. Derevianko. A Single-Ion Nuclear Clock for Metrology at the 19th Decimal Place. arXiv:1110.2490v1 [physics.atom-ph]
