Atomklokker kommer nærmere virkeligheten takket være nye gjennombrudd innen fysikk.

Atomklokker er mer nøyaktige enn atomklokker.

Atomklokker anses som langt bedre enn atomklokker, som bestemmer varigheten av et sekund gjennom energihopp i elektronene i et atom og er for tiden toppen av tidmåling.

Forskere har imidlertid nylig utviklet en teknikk som kan forbedre denne nøyaktigheten ved å utløse og måle svingninger i et enda vanskeligere mål: kjernen til et atom (kjernen er kjernen i et atom).

Hvordan atomklokker fungerer: Forskere måler frekvensen av energipulser som påvirker atomkjernen ved å telle bølgelengdene i et UV-signal. Disse bølgelengdene kan forårsake kjerneoverganger som oscillerer ved høyere frekvenser, noe som gir mulighet for mer presise tidsmålinger. (Bilde: National Institute of Standards and Technology)

For å lage en atomklokke brukte forskere ultrafiolett lys til å eksitere kjernene i et thorium-229-atom i en fast krystall. Deretter målte de frekvensen av energipulsene som påvirket kjernene – tilsvarende en pendel i en konvensjonell klokke – og telte bølgelengdene i UV-lyset ved hjelp av et instrument kalt en optisk frekvenskam.

Å lage energihopp i kjernen krever et signal med mye høyere frekvens enn det som brukes til atomklokker. Med flere bølgesykluser per sekund forventes denne metoden å gi mer nøyaktige tidsmålinger.

Selv om atomklokker fortsatt er under utvikling, innser de at de kan forvandle ikke bare tidtakingen, men også fysikkforskningen, og til og med påvirke hvordan forskere studerer universets struktur.

Denne prototypen er nå like nøyaktig som en atomklokke, og fremtidige versjoner forventes å være enda mer nøyaktige og stabile, ifølge forskning publisert 4. september i tidsskriftet Nature.

«Vi kan forsterke noen få faktorer for å forbedre nøyaktigheten», sa hovedforfatter Chuankun Zhang, en doktorgradsstudent ved JILA – et forskningssenter finansiert av University of Colorado Boulder og National Institute of Standards and Technology.

Fysikkrevolusjonen?

Som kjent er atomklokker langt mer nøyaktige enn konvensjonelle klokker. I flere tiår har atomklokker blitt brukt i GPS-teknologi for romutforskning og sporing av internasjonal tid.

Videre har nøyaktigheten og stabiliteten til atomklokker gitt forskere viktige verktøy for å studere jordskjelv, gravitasjonsfelt og romtid.

For å få kjerneklokken til å fungere, brukte forskere ultrafiolett lys til å eksitere kjernene i thorium-229-atomer. Foto: JILA

Atomklokker er imidlertid også utsatt for desynkronisering. Forfatter Zhang hevder at elektromagnetisk interferens kan forstyrre eksiterte elektroner og påvirke nøyaktigheten av tidtakingen.

Disse områdene vil sannsynligvis bli «betydelig styrket», sa dr. Olga Kocharovskaya, professor emeritus i fysikk ved Texas A&M University, som ikke var involvert i studien.

Hun la til at atomklokker ikke bare er mer nøyaktige, men også enklere og mer bærbare, fordi de, i motsetning til atomklokker, ikke krever høye vakuumforhold, ekstrem kjøling eller skjerming mot magnetiske og elektriske avbrudd.

Ifølge forskere viser disse funnene at tiden ikke er langt unna, selv om mange faktorer fortsatt må oppfylles før atomklokker overgår eller erstatter ytelsen til atomklokker.

Ha Trang (ifølge CNN)

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