ساعت فواره‌ای تازه سزیم موسسه ملی استانداردها و فناوری آمریکا (NIST)، یکی از دقیق‌ترین ساعت‌های اتمی ساخته‌شده تا بحال محسوب می‌بشود. دانشمندان تصمیم دارند از این ساعت به‌گفتن ساعت مرجع برای تعریف خود زمان منفعت گیری کنند.

ساعت اتمی NIST-F4 به قدری دقیق است که اگر ۱۰۰ میلیون سال پیش یعنی، وقتی که دایناسورها زندگی می‌کردند، اغاز به کار می‌کرد، اکنون فقط کمتر از یک ثانیه نادرست داشت. این دقت بالای ساعت به علت نحوه کارکرد آن است که بر پایه تغییرات اتم‌های سزیم تحت‌تاثییر پرتو ریزموج عمل می‌کند.

سازندگان ساعت تازه که دانشمندان موسسه ملی استانداردها و فناوری در کلرادو می باشند، جزئیات کارکرد ساعت NIST-F4 را ۱۵ آوریل در نشریه‌ی Metrologia انتشار کردند.

ساعت تازه از آوریل ۲۰۲۵ درحال کار است، اما به تایید نهایی نیاز دارد تا به مجموعه‌ای از نزدیک به ۴۵۰ ساعت دیگر در سراسر جهان بپیوندد که برای تعریف زمان جهانی به نام ساعت هماهنگ جهانی یا UTC منفعت گیری خواهد شد؛ سامانه‌ای جهانی که برای دقیق‌ترین اندازه‌گیری از ضرب‌آهنگ یک ثانیه به‌کار می‌رود.

سیگنال‌های وقتی در زندگی روزمره منفعت گیری‌های بسیاری دارند و به‌طور مداوم در مقیاس‌های زیاد بزرگ مورد منفعت گیری قرار می‌گیرند. این سیگنال‌ها نه تنها برای تنظیم ساعت‌ها منفعت گیری خواهد شد، بلکه برای ثبت دقیق زمان تراکنش‌های مالی الکترونیکی نیز که به قیمت صدها میلیارد دلار می‌رسند، به کار می‌روال.

با افزایش نیاز به زمان‌سنجی دقیق‌تر، دانشمندان مدام درحال کار روی ساخت ساعت‌های مرجع بهتر می باشند. ساعت‌های مرجع، مثالهایی می باشند که زمان دیگر ساعت‌ها بر پایه آن‌ها تنظیم می‌بشود. برخلاف ساعت‌های معمولی که در زندگی روزمره منفعت گیری می‌کنیم، این ساعت‌ها از نوع اتمی محسوب خواهد شد و زمان دقیق خود را از ارتعاشات اتم‌ها به دست می‌آورند.

در این ساعت اتمی، ابتدا اتم‌های سزیم با پشتیبانی دو پرتو لیزری به سمت بالا پرتاب خواهد شد. سپس از آن، اتم‌ها دراثر نیروی گرانش به سمت پایین برمی‌گردند و در مسیر سقوط، از بین پرتو ریزموج عبور می‌کنند. این پرتو به طوری تنظیم شده است که علتنوسان (لرزیدن) اتم‌ها می‌بشود و از همین نوسانات برای اندازه‌گیری دقیق زمان منفعت گیری می‌بشود.

دانشمندان با شمارش تعداد نوسانات یا لرزش‌های اتم‌های سزیم (که دقیقاً ۹٬۱۹۲٬۶۳۱٬۷۷۰ بار در هر ثانیه اتفاق می‌افتد) می‌توانند طول یک ثانیه را به‌صورت کاملا دقیق تعیین کنند. در واقع، این تعداد نوسانِ ثابت، مبنای علمی برای تعریف رسمی و جهانی یک ثانیه است.