Az atomóránál is pontosabb órát fejlesztettek ki

2013. július 10. 14:49 - forrás: MTI

Az atomóránál is pontosabb órát fejlesztettek ki francia kutatók, akik szerint optikai rácson alapuló szerkezetük 300 millió évente késik vagy siet egy másodpercet.

A Nature Communications című szaklapban ismertetett

tanulmányukbanazt állítják, hogy órájuk nemcsak a másodperc egységét határozza meg újra, hanem az időmérés – a világidő – nemzetközi alapjául is szolgálhat.

Valaha az emberiség az idő múlását a Föld forgásához kötötte: egy napnak az az egység számított, amely alatt a bolygó megfordult a tengelye körül. Ám mivel a Föld keringés közben imbolyog a tengelye körül, az egyik nap rövidebb, a másik pedig hosszabb lett. Később hasonló problémákkal küzdöttek a mechanikus szerkezetek is, amelyek – bármennyire pontosak is – hol késnek, hol sietnek.

Az atomórák, amelyek az atomok szabályosan ismétlődő rezgésszámát használják fel egy alapidőegység (frekvencia) előállítására, hatalmas ugrást jelentettek az időmérés történetében. Az első, már cézium-133 atommal működő szerkezetet 1955-ben Louis Essen építette meg Angliában a Nemzeti Fizikai Laboratóriumban (National Physical Laboratory). Ezt követően fogadták el a másodperc meghatározását: a Nemzetközi Mértékegység-rendszer (SI) 1967-ben a másodperc fogalmát úgy rögzítette, mint a „cézium-133 atom 9 192 631 770 rezgésének időtartama alapállapotban, két hiperfinom energiaátmenet között”. A definíció a céziumon alapuló, 100 millió évente egy másodpercet tévedő atomórát tette meg az idő- és frekvenciamérések elsődleges forrásául.

A jelenlegi rendszerben a céziumatomok felhőit mikrohullámokkal késztetik rezgésre. „Mi viszont lézersugarakat alkalmazunk, amelyek sokkal gyorsabb rezgéseket képesek generálni, mint a mikrohullámok. Ennek köszönhetően az időt jóval rövidebb szakaszokra tudjuk felosztani, ami azt jelenti, hogy módszerünkkel magát az időt is pontosabban mérhetjük” – fejtette ki Jerome Lodewyck, a Párizsi Csillagvizsgáló tudósa.

A francia kutatók meggyőződése, hogy az általuk kifejlesztett optikairács-óra standardként szolgálhat a világidő mérésére, hiszen háromszor precízebb, mint az atomóra. Feltevésük bizonyítására összevetették két új típusú szerkezet működését: kiderült, hogy nemcsak tökéletes összhangban mutatják az időt, hanem rendkívül stabilak is. Utóbbi azt jelenti, hogy pontosságuk „folyamatos”, nem úgy, mint például a közönséges karóráké, amelyek egyik nap késnek, a másikon meg sietnek, hogy „behozzák” a lemaradást.

A pontos időmérésnek egyre nagyobb szerepe van a mindennapi életben, kezdve a telekommunikációtól a műholdak irányításáig – de még a tőzsdék működésében is.

A BBC News hírszolgálat

úgy tudja, hogy kifejlesztés alatt áll egy másfajta, még precízebb időmérő szerkezet: az ionóra csupán több milliárd év alatt késne vagy sietne egy másodpercet. Ám mivel egyetlen ionon alapul, egyelőre nem tartják elég stabilnak, hogy széles körben alkalmazzák.