Az atomórák közelebb kerültek a valósághoz az új fizikai áttöréseknek köszönhetően

Az atomórák pontosabbak, mint az atomórák.

Az atomórát sokkal hatékonyabbnak tartják, mint az atomórát, amely az atomok elektronjainak energiaugrásai alapján határozza meg a másodperc időtartamát, és jelenleg az időmérés csúcsa.

A kutatók azonban a közelmúltban kifejlesztettek egy technikát, amely javíthatja ezt a pontosságot azáltal, hogy egy még nehezebb célpontban, az atommagban (az atommag az atom magja) rezgéseket indít és mér.

Hogyan működik egy atomóra: A tudósok az atommagot érő energiaimpulzusok frekvenciáját az UV-jel hullámhosszainak számlálásával mérik. A hullámhosszak miatt a nukleáris átmenetek magasabb frekvenciákon oszcillálhatnak, ami pontosabb időmérés lehetővé teszi. Kép: Nemzeti Szabványügyi és Technológiai Intézet

Az atommagóra elkészítéséhez a tudósok ultraibolya fényt használtak egy szilárd kristályban lévő tórium-229 atom magjainak gerjesztésére. Ezután megmérték a magot érő energiaimpulzusok frekvenciáját – ami egy hagyományos órán lévő ingának felel meg –, és egy optikai frekvenciaféssel megszámolták az UV-fény hullámhosszait.

Az atommagokban az energiaugrások generálásához sokkal magasabb frekvenciájú jelre van szükség, mint amit az atomórákhoz használnak. A másodpercenkénti több hullámciklussal a módszer várhatóan pontosabb időméréseket biztosít.

Bár az atomóra még fejlesztés alatt áll, felismerték, hogy nemcsak az időmérés, hanem a fizikai kutatások is forradalmasíthatják, sőt, akár azt is befolyásolhatják, ahogyan a tudósok a világegyetem szerkezetét tanulmányozzák.

A prototípus már most is olyan pontos, mint egy atomóra, és a jövőbeli verziók várhatóan még pontosabbak és stabilabbak lesznek – áll a Nature folyóiratban szeptember 4-én megjelent kutatásban.

„Van néhány tényező, amelyet kihasználhatunk a pontosság javítása érdekében” – mondta Chuankun Zhang, a tanulmány vezető szerzője, a JILA, a Colorado Boulder Egyetem és a Nemzeti Szabványügyi és Technológiai Intézet által finanszírozott kutatóközpont végzős hallgatója.

Fizikai forradalom?

Köztudott, hogy az atomórák pontossága sokkal magasabb, mint a hagyományos óráké. Az atomórákat évtizedek óta használják a GPS-technológiában az űrkutatásban és a nemzetközi időmérésben.

Ezenkívül az atomórák pontossága és stabilitása fontos eszközöket biztosított a tudósok számára a földrengések, a gravitációs mezők és a téridő tanulmányozásához.

A nukleáris óra működéséhez a tudósok ultraibolya fényt használtak a tórium-229 atomok magjainak gerjesztésére. Fotó: JILA

Az atomórák azonban hajlamosak a deszinkronizációra is. Az elektromágneses interferencia megzavarhatja a gerjesztett elektronokat és befolyásolhatja az időmérés pontosságát, mondja Zhang.

Ezek a mezők valószínűleg „ösztönözve” lesznek, mondta Dr. Olga Kocharovskaya, a Texas A&M Egyetem fizika professzor emeritusa, aki nem vett részt a kutatásban.

Az atomórák nemcsak pontosabbak, de egyszerűbbek és hordozhatóbbak is – tette hozzá –, mivel az atomórákkal ellentétben nem igényelnek nagy vákuumkörülményeket, extrém hűtést, illetve mágneses és elektromos zavarokkal szembeni árnyékolást.

A tudósok szerint bár még számos tényezőt kell teljesíteni, mielőtt a nukleáris órák meghaladnák az atomórák teljesítményét, vagy felváltanák azokat, ezek az eredmények azt mutatják, hogy ez az idő nincs messze.

Ha Trang (a CNN szerint)

Forrás: https://www.congluan.vn/dong-ho-hat-nhan-den-gan-thuc-te-nho-nhung-dot-pha-vat-ly-moi-post312059.html