Új szintet értünk el a pontosságban, egy egész nagyságrenddel meghaladtuk elődeink teljesítményét – dicsekedett büszkén Andrew Ludlow, az amerikai országos szabványügyi hivatal kutatója a New Scientistnek annak kapcsán, hogy minden idők legpontosabb óráját helyezték üzembe a minap. A szerkezet atomóra. Az atomórák működési elvük szerint egy atom két energiaszint közötti ingadozását veszik alapul az idő méréséhez. Az ingadozás ritmusa elképesztően állandó, az óra „ketyegése” így szinte az örökkévalóságig pontos maradhat. Sőt a korai atomórákhoz képest is pontosabbak a modern készülékek, hiszen mára a fizikusok kitapasztalták a működésükben fellépő hibákat, és kiküszöbölték őket. Az új atomóra nem cézium-, hanem itterbiumatomokat használ, mert a kutatók szerint ezek segítségével még pontosabb órát lehetett alkotni. A kutatók egyből két szerkezetet készítettek, hogy működésüket egymáshoz hasonlítva növelhessék tovább a pontosságot.
100
millió évet kellene várnunk arra, hogy a folyamatosan működtetett itterbiumos atomóra egyetlen másodpercet késsen (vagy siessen, ezt nem lehet megmondani). Magyarán: kijelenthető, hogy pontosságát megőrzi, amíg működőképes marad.
9 192 631 770-szer
billen át a céziumatom egyik energiaállapotból a másikba minden egyes másodpercben. Ilyen gyorsan ketyeg hát a „hagyományosnak” tekinthető atomóra. Ez a tulajdonság egyben határt is szab a pontosságának, ennél kisebb időtartamok mérésére nem alkalmas.
518
billió ezzel szemben az itterbiumatomok másodpercenkénti ketyegési sebessége (e számot számjegyekkel leírva 12 nullát kellene az 518 mögé írnunk). De az itterbium nemcsak gyorsabban rezeg a céziumnál, hanem a megbízhatósága is jobb.
1018
(trillió) ketyegést kell megvárnunk ahhoz, hogy az egyik időtartama kissé eltérjen az összes többitől. Ez tehát azt jelenti, hogy az itterbiumos atomóra szinte sohasem tér ki az üteméből, „ingája” azonos ritmusban leng a végtelenségig. Ez a megbízhatóság százszor jobb, mint a céziumos atomóráké, a szokványos kvarcórákét pedig 10 milliárdszor haladja meg, olvasható a Popular Science magazinban.
10 000
itterbiumatomot használtak fel az atomórában. Az atomokat 10 millikelvines hőmérsékletre hűtötték (ez mindössze egyszázad fokkal melegebb, mint az abszolút nulla fok), és állandó frekvenciájú lézerek hálójával tartották őket egy helyben. Az atomokat ezután egy másik lézersugárral bírták rezgésre, ezzel tartják működésben az órát. A tízezer atom rezgésidejét végül átlagolják, hogy kiszűrjék a zavaró tényezőket.
1
centiméteres magasságkülönbség időre gyakorolt hatása is kimutathatóvá vált az új atomóra segítségével. Einstein általános relativitáselmélete szerint ugyanis minél alacsonyabb tengerszint feletti magasságon tartózkodunk, annál nagyobb gravitáció hat ránk, emiatt pedig annál lassabbnak tűnik az idő múlása. Persze ez a hatás elmondhatatlanul csekély.
2013. augusztus 31.
