Iratkozzon fel hírlevelünkre 
Itt állíthatja be, hogy a Google keresőben elsők között legyen az Origo.huSzingapúri kutatók új pontossági rekordot állítottak fel az időmérésben. A lutéciummal működő atomóra már néhány milliméteres magasságkülönbség hatását is képes érzékelni, így a másodperc újradefiniálásában is fontos szerepet kaphat.
Az új atomóra a Szingapúri Nemzeti Egyetem Kvantumtechnológiai Központjában készült, több mint egy évtizedes kutatómunka eredményeként. A Nature folyóiratban bemutatott eszköz a kutatócsoport beszámolója szerint kisebb mérési bizonytalansággal dolgozik, mint bármely eddig ismertetett optikai atomóra.
Fotó: ELISA SCHU / DPA
Hogyan működik egy atomóra?
Az atomórák működése egy bizonyos atomi átmeneten alapul: ilyenkor az atom egyik elektronja egy másik energiaszintre ugrik. Az optikai atomórákban egy lézert hangolnak ehhez az átmenethez, és ennek a lézernek a fényrezgései adják az időmérés alapját.
A szingapúri kutatók mindössze egyetlen, elektromosan töltött lutéciumatomot használnak a berendezésben. Nagy előnye, hogy az időméréshez választott frekvenciát alig befolyásolja a hőmérséklet vagy a mágneses tér változása.
Ezáltal az óra a legkülönfélébb környezeti viszonyok között is hajszálpontos marad.
Murray Barrett kutatásvezető szerint a műszer még akkor is stabilan működne, ha a perzselő forróságú Halál-völgyből egyenesen az antarktiszi fennsík leghidegebb pontjára szállítanák.
Már öt milliméter különbség is számít
A csapat két lutéciumórát is épített, majd 200 órán át hasonlították össze a működésüket. Ezzel a világ eddigi legpontosabb óra-összehasonlítását hajtották végre.
Ezen a pontossági szinten már az sem mindegy, hová teszik a berendezéseket. Mivel a gravitáció hatással van az idő múlására, a különböző magasságban elhelyezett órák eltérő ütemben járnak. A szingapúri eljárás olyan érzékeny, hogy már öt milliméteres magasságkülönbséget is észrevesz. Éppen ezért a tudósok egy milliméternél is kisebb hibahatárral határozták meg a két lutéciumion egymáshoz viszonyított magasságát.
A hihetetlen érzékenység ugyanakkor megnehezíti, hogy az eredményeket más laboratóriumok atomóráival vessék össze. A világ különböző pontjai közötti gravitációs különbségeket ugyanis még nem ismerjük elég pontosan ahhoz, hogy ezt a hatást elkülönítsük az órák teljesítménybeli eltéréseitől.
A másodperc új meghatározása
A másodperc hosszát az 1960-as évek óta a céziumatomok alapján határozzák meg. Az optikai atomórák azonban jóval magasabb frekvencián működnek, így ugyanannyi idő alatt sokkal több rezgést mérhetünk, ami még pontosabb időmérést eredményez.
Ez a technológiai ugrás várhatóan 2030-ban vagy azt követően elvezethet a másodperc új meghatározásához. A kutatók következő célja egy kisebb, hordozható lutéciumóra megépítése, amely a laboratórium védett környezetén kívül is megőrzi pontosságát. Egy ilyen eszközzel a jövőben a gravitáció változásait is nyomon követhetik, és a fizika legmélyebb, alapvető kérdéseit vizsgálhatnák.
