Megépítették a világ legpontosabb óráját

Megépítették a világ legpontosabb óráját

WASHINGTON. Az amerikai Nemzeti Szabványügyi és Technológiai Intézet fizikusai olyan atomórát fejlesztettek ki, amellyel jelenlegi ismereteink szerint az idõ legkisebb egységét is képesek mérni.

Az atomórákról a legtöbben már valószínûleg hallottak. Ez az a szerkezet, ami az atomok rezgésszámának segítségével állítja elõ a pontos idõt. Ilyen szerkezetet már 1949-ben is készítettek, de csak 1955-ben vált nemzetközileg is elfogadottá, az amerikai Nemzeti Szabványügyi és Technológiai Intézet (National Institute of Standards and Technology – NIST) pedig 2004-ben egy olyan szerkezettel álltak elõ, ami 100-szor kisebb, mint az eredeti, így akár akkumulátorról is lehet üzemeltetni. Most ismét õk léptek elõ egy különleges atomórával, ami a fejlesztõk szerint a világ legprecízebb idõmérõ eszköze.

A NIST fizikusokból álló csapata a kvantummechanika furcsaságát használta ki, hogy megépítsék a világ legprecízebb atomóráját. A szerkezetben egy lézerfény segítségével ejtik "csapdába" a 3D-ben rezgõ atomokat, amelyekkel képesek a létezõ legkisebb idõegységet mérni. Jun Ye, a szerkezetrõl a Science-nek írt tanulmány egyik szerzõje szerint ez az ember által valaha épített legprecízebb eszköz, ami segíthet megérteni az összefüggést a kvantummechanika és az általános relativitáselmélet között – számolt be a Science címû tudományos folyóiratban megjelent tanulmány alapján a Gizmodo.

Az atomórákban lévõ atomokat eredetileg egy mikrohullámú gerjesztõeszközzel bírták rezgésre, a tudósok azonban már régóta kísérleteznek azzal, hogy mikrohullám helyett fényt használjanak gerjesztésre. Erre a lézer fényét használják fel, ami sokkal jobb pontosságot ígér – az atom pedig nagyobb rezgésszámmal "dolgozik" egy adott idõ alatt. Ugyanakkor ezekkel az eszközökkel is van némi probléma: elviekben minél több atomot használnak, annál pontosabb az óra, ám ha ezek egymással is kölcsönhatásba lépnek, az óra ismét pontatlanabb lesz.

A NIST kutatócsoportja azonban most egy újfajta megoldással állt elõ. Az eddigi egydimenziós rezgések helyett az atomok 3D-ben rezeghetnek, egy speciális, extrém alacsony hõmérsékleten tartott gáznak köszönhetõen ugyanis jobban alkalmazhatók a kvantummechanikai szabályok. A gázban mozgó atomok kevésbé "találkoznak" egymással, így az óra is jóval precízebbé válik. Ennek köszönhetõen hamarosan az eddigieknél jóval több atomot tartalmazó órákat lehet majd építeni.

A kutatók szerint az új óra csupán egyetlen másodpercet veszít az univerzum kora alatt. Egy ilyen fokú pontosság már arra is lehetõséget ad, hogy a világegyetem különbözõ jelenségeit észlelhessük vele. Az atomok rezgését például megváltoztathatja a sötét anyag, amit csillagászati mûszerekkel nem lehet megfigyelni. De az is lehet, hogy az eszköz képes érzékelni a gravitációs hullám áthaladását.

A munka azonban itt még nem ért véget: az eszközben a kvantummechanikai szabályok csupán 10 másodpercig tarthatók fenn. A szakemberek most többek között azon dolgoznak, hogy ezt az idõt kitolják.


Forrás:hirek.sk
Tovább a cikkre »