Az atomórákról a legtöbben már valószínűleg hallottak. Ez az a szerkezet, ami az atomok rezgésszámának segítségével állítja elő a pontos időt. 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 elő, ami 100-szor kisebb, mint az eredeti, így akár akkumulátorról is lehet üzemeltetni. Most ismét ők léptek elő egy különleges atomórával, ami a fejlesztők szerint a világ legprecízebb időmérő 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 rezgő atomokat, amelyekkel képesek a létező legkisebb időegységet mérni. Jun Ye, a szerkezetről a Science-nek írt tanulmány egyik szerzője 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 című tudományos folyóiratban megjelent tanulmány alapján a Gizmodo.

Az atomórákban lévő atomokat eredetileg egy mikrohullámú gerjesztőeszközzel 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 idő 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.

Képünk illusztráció

A NIST kutatócsoportja azonban most egy újfajta megoldással állt elő. Az eddigi egydimenziós rezgések helyett az atomok 3D-ben rezeghetnek, egy speciális, extrém alacsony hőmérsékleten tartott gáznak köszönhetően ugyanis jobban alkalmazhatók a kvantummechanikai szabályok. A gázban mozgó atomok kevésbé "találkoznak" egymással, így az óra is jóval precízebbé válik. Ennek köszönhetően 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 lehetőséget ad, hogy a világegyetem különböző jelenségeit észlelhessük vele. Az atomok rezgését például megváltoztathatja a sötét anyag, amit csillagászati műszerekkel 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 időt kitolják.

Ha máskor is tudni szeretne hasonló dolgokról, lájkolja a HVG Tech rovatának Facebook-oldalát.