Tässä on maailman tarkimpiin kuuluva optinen atomikello – sekunti määritellään uudelleen

VTT:n atomikello mukana sekunnin uudelleenmäärittelyssä

VTT:n optinen atomikello osallistuu sekunnin uudelleenmäärittelyyn ja todennäköisesti myös maailmanajan ylläpitoon.

– Ennemmin tai myöhemmin sekunti pitää määritellä uudelleen. Muuten tulee sekava tilanne, jossa käytetään jotain omaa itse keksittyä määritelmää, koska se on tarkempi eikä sitä vanhaa sekuntia, koska sillä ei saada enää ilmaistua mittauksen tuloksia.

Tämänhetkisten arvioiden mukaan sekunti määritellään uudelleen vuonna 2034.

VTT:n optinen atomikello vangitsee yhden ainoan strontiumatomin ja mittaa sen värähtelytaajuutta.MTV

Yli kymmenen vuoden rakennustyö

VTT:n optisen atomikellon rakentaminen aloitettiin vuonna 2011 ja vielä riittää parannettavaa.  

– Tämä tosiaan perustuu siihen yksittäiseen vangittuun ioniin, joka pysyy siellä loukussa viisi tai kuusi viikkoa, mutta sitten se katoaa jostain syystä. Sitä pitää selvittää. Nyt olemme vielä ladanneet käsin uuden ionin sinne. Sitä lataamista voisi tietokoneella automatisoida, miettii Wallin kehitystarpeita.

– Meidän on varmistettava kansainvälinen hyväksyntä. Ennen kansainvälistä hyväksyntää ei päästä eteenpäin. Pitää osoittaa esimerkiksi vertailuin, että optinen atomikello on todellakin sillä luvatulla tarkkuustasolla, sanoo Heinonen.    

Kolmen miljoonan arvoinen kello

Optisten atomikellojen kehittämisessä VTT on maailman kärkijoukossa.

– Pohjoismaissa ollaan ainut, joka kehittää tämmöistä kylmien atomien optista kelloa ja maailman kilpailussa ollaan ehkä siellä viiden parhaan joukossa, arvioi Wallin.

Optisen atomikellon rahallinen arvo liikkuu miljoonissa.

– Esimerkiksi Japanissa on saatavilla kaupallinen optinen atomikello, joka on vähän erilainen kuin tämä. Siitä kuulin jonkun arvion, että kolme miljoonaa Yhdysvaltain dollaria. Jos lasketaan meidän työaikaa ja laitteita, niin ei se ole kaukana tässäkään tapauksessa, laskee Wallin.

Optista atomikelloa on rakennettu VTT:n aikalaboratoriossa vuodesta 2011 alkaen.MTV

Uusi kello on herkkä häiriöille

Optinen atomikello on vahvojen magneettisuojien sisällä, koska se on herkkä häiriöille.

– Aiemmin oli ongelmia tärinöiden kanssa. Ne tärinät tulivat tästä ilmastoinnista. Viimeisimmät ongelmat olivat sähkömagneettisia häiriöitä, jotka tulivat lähellä kulkevasta metrosta. Kun puhutaan 18 desimaalin tarkkuudesta, niin siihen vaikuttaa melkein mikä vain. Sen takia tämän optisen atomikellon täytyy olla hyvin eristetty ja ympärillä pitää olla hyvin vakaat olosuhteet, kuvailee Heinonen.

Aikalaboratorio ylläpitää Suomen aikaa

VTT:n aikalaboratoriossa ylläpidetään myös Suomen virallista aikaa ja tuotetaan tarkkaa aikapalvelua.

– Suomen ajan ylläpitoon meillä on kolme mikroaaltokelloa käytössä ja tällä hetkellä hankinnassa on yksi uusi atomikello korvaamaan edellisiä, koska niillä on äärellinen toiminta-aika, kertoo Heinonen.

Uusi atomikello hankitaan Kanadasta. Hankintaan on varattu valtion budjetissa 500 000 euroa.