Nejpřesnější atomové hodiny všech dob jsou z kostky kvantového plynu  
Nejlepší atomové hodiny historie udělají chybu pouze 3,5 krát za každých 10 trilionů tiknutí. Takové hodiny by mohly pomoci testovat obecnou relativitu nebo lovit další gravitační vlny.

 

Nejpřesnější atomové hodiny. Kredit: G. Edward Marti/JILA.
Nejpřesnější atomové hodiny. Kredit: G. Edward Marti/JILA.

 

Dnešní doba je posedlá přesným časem. Dokonce ultrapřesným. Dokládají to i nové nejpřesnější atomové hodiny světa, které jsou vytvořeny s pomocí specificky uspořádaných atomů stroncia.

 

Většina ultrapřesných atomových hodin přitom používá k měření času atomy izotopu cesia-133. Takové hodiny měří čas prostřednictvím mikrovln, které jsou vyzařovány elektrony kolem těchto atomů poté, co absorbují energii od laserového paprsku a změní svou „oběžnou dráhu“.

 

Hodiny tohoto typu jsou ve své přesnosti omezeny rychlostí přechodů elektronů v izotopu cesia-133. Tyto elektrony zvládnou přejít na hladinu o vyšší energii a zase zpět „pouze“ 9 miliardkrát za sekundu. Za to v atomech stroncia to elektrony dovedou 1 milion miliardkrát za sekundu, tedy zhruba milionkrát rychleji. Což je samozřejmě hodno obdivu.

 

Jun Ye. Kredit: J. Burrus/NIST.
Jun Ye. Kredit: J. Burrus/NIST.

Šéf výzkumu Jun Ye z Coloradské univerzity v Boulderu prohlašuje, že v roce 2014 se tehdejší nejpřesnější hodiny světa spletly o sekundu za celou dobu existence našeho vesmíru. Jejich hodiny teď ale udělají chybu pouze 3,5 krát za každých 10 trilionů tiků. Takové přesnosti dosáhli vědci poprvé v historii.

 

 

Aby mohli zprovoznit takové atomové hodiny, Ye a jeho spolupracovníci navrhli 3D strukturu optické mřížky, která jim umožnila měřit signály z více atomů zároveň v rámci šířky laserového paprsku. Díky důmyslné 3D struktuře mohli měřit a také lépe ovládat velmi těsně uspořádané atomy, kterých bylo 10 bilionů na centimetr krychlový. V předešlých hodinách byly atomy uspořádány v podstatně nižší hustotě 10 miliard atomů na centimetr čtvereční.

 

 

University of Colorado, Boulder.
University of Colorado, Boulder.

Ye a spol. hustě uspořádané atomy stroncia extrémně zchladili na teplotu zhruba mínus 273 °C, tedy velmi blízko absolutní nule. V té chvíli získali kostku ultrachladného kvantového plynu, v němž každý atom zaujal své místo a zůstával na něm. A nejpřesnější atomové hodiny mohly tikat.

 

 

Extrémně přesné atomové hodiny nám umožňují například testovat Einsteinovu obecnou relativitu, podle které v různých gravitačních polích tikají hodiny různou rychlostí. Anebo mohou významně přispět k lovu na gravitační vlny, jimž se vlní samotný časoprostor. 

Video:  The most precise atomic clock ever made is a cube of quantum gas


Literatura
New Scientist 5. 10. 2017, Science 358: 90–94.

Datum: 06.10.2017
Tisk článku

Nejchladnější dívka ve Městě chladu - Black Holly
Knihy.ABZ.cz
 
 
cena původní: 329 Kč
cena: 279 Kč
Nejchladnější dívka ve Městě chladu
Black Holly
Související články:

Nejchladnější molekuly na světě     Autor: Stanislav Mihulka (27.08.2014)
3 000 atomů strašidelně kvantově entanglováno jediným fotonem!     Autor: Stanislav Mihulka (29.03.2015)
Jak prozkoumat krystaly času?     Autor: Stanislav Mihulka (02.02.2016)



Diskuze:

Já si zase myslím,

Karel Rabl,2017-10-14 02:26:03

že čas je jedna z vlastností hmoty, kdyby neexistoval neexistovala by ani hmota a s ní spojená gravitace, která se nás snaží vtáhnout do čtvrtého rozměru "nečasu".

Odpovědět

prostoročas

Lukáš Kohout,2017-10-07 21:57:27

Čas je nedílnou součástí prostoročasu neboli také časoprostoru. Je to jen jeden z jeho několika rozměrů. A nezáleží vůbec na nás nebo jakékoliv mysli. Například ve vesmíru roste entropie a nezáleží jestli ji někdo pozoruje nebo ne. A tato entropie roste v čase, což jen dokazuje to co jsem napsal v první větě.

Odpovědět


Re: prostoročas

Josef Nýč,2017-10-08 15:39:38

Opět odporuji: za 1. to už zní jako dogma ( tímto jste mne donutil nad tím přemýšlet takto)
2. v tom případě by vzdálenost byla technicky vzato na úplně stejné
úrovni
3. jednotlivé události - vztahy mezi částicemi a energiemi posouvají
celý vesmír dál a my potřebujeme čas abychom mohli je matematicky
i fyzikálně jako informace zpracovávat, což vesmír nepotřebuje,
pokud ! myslící bytost tento vesmír neovládá!
4. tato velice geniální pomůcka posunula vědění o vesmíru velice daleko
a každopádně pomohla,
5. entropie je příčina, která se děje, opět čas nepotřebuje
A děkuji Vám všem za tuto diskuzi

Odpovědět


Re: Re: prostoročas

Lukáš Kohout,2017-10-08 19:53:25

Dogma? Mnoho důkázů říká že to tak je. Co vaše teorie? Co předložit důkazy o neexistenci času?
Vzdálenost je technicky vzato na stejné úrovni. Dokonce se dá udávat a měřit pomocí času.
Události posouvají celý vesmír dál. Ano. A v čem? V čase.
Entropie se děje. Opět v čase. Jinak by se neděla, že.
Pokud by čas nebyl součástí vesmíru, tak by vesmír vypadal velice staticky. Vše co bylo, je a bude by se odehrávalo současně. Takže vesmír by vypadal jako jedna neuvěřitelně rozmazaná fotografie. Když jsem se díval naposled, tak rozhodně takhle nevypadal.
Taktéž děkuji za diskuzi. :)

Odpovědět


Re: Re: Re: prostoročas

Josef Nýč,2017-10-09 20:21:59

Tak jak diskutujete jste mi vnutil poznámku o ,, dogma ,,. Tímto tvrzením jste jen potvrdil,
že čas jen pomůcka. V pojetí, jak jste zdůraznil vzdálenost je opět jen technická pomůcka vytvořená vědci. Teoreticky vzato je čas nekonečný počet kmitů od nuly po nekonečno, prakticky nula
a nekonečno neexistuje. A co se mé osoby týče jsem jen člověk, který si vytvořil názor ze spousty
informací, teoretických poznatků vědců, které obdivuji ( a tiše závidím ). Tak pouze vyjadřuji svůj názor, na který mám právo ( nebo ne???).

Odpovědět

čas

Mojmir Kosco,2017-10-07 09:41:09

jasně potřebujeme jako oddělení příčiny a následku a čím přesněji ho změříme tím přesněji příčinu a následek oddělíme .Spíš je zajímavé že čas vznikl až kousek po velkém třesku a v tom mezidobí nemusela následnost platit a mohlo se stát cokoli.

Odpovědět


Re: čas

Josef Nýč,2017-10-07 11:01:55

tady budu tvrdohlavý: v tomto kontextu čas nevzniknul ani nezaniknul, je zde pouze sled událostí,
které se urychlují či zpomalují, myslící bytosti začali odpočítávat skutečnosti podle otáčení planety, pohybu své hvězdy, ročních období ... až přešli nadělení na kratší časové úseky atd.
ale to všichni víme, a tak čas je velmi zdatná pomůcka... bez té nelze pracovat. Tzv. zpomalování času souvisí pouze s gravitací a s konflikty mezi částicemi ? od strun? kvantů, až neuvěřitelně hmotné objekty( tvořené strunami?. Jen doufám, že myslících bytostí je víc.

Odpovědět

Ach jo

Jirka Niklík,2017-10-06 19:58:15

Cituji:
"Šéf výzkumu Jun Ye z Coloradské univerzity v Boulderu prohlašuje, že v roce 2014 se tehdejší nejpřesnější hodiny světa spletly o sekundu za celou dobu existence našeho vesmíru. Jejich hodiny teď ale udělají chybu pouze 3,5 krát za každých 10 trilionů tiků. Takové přesnosti dosáhli vědci poprvé v historii."

To by mě zajímalo, jestli takový brept opravdu vypadl ze šéfa výzkumu Jun Ye, nebo to vyrobili novináři. Proč je to srovnání tak nesrovnatelné? Přepočítal bych si to sám, ale musel bych si najít, jak dlouho existuje vesmír a uhodnout, co znamená že "hodiny udělají chybu", jak dlouho trvá tik, a který trilion se tu myslí.

To by sakra nešlo napsat, že jsou hodiny co já vím 6x přesnější než ty dosud nejpřesnější?

Taky by stálo za to vědět, jak dlouho tyhle hodiny vydrží běžet bez přestávky. Ony třeba běžné cesiové hodiny běží 5 let, pak jim dojde cesium. Do té doby si musíte pořídit nové a včas je synchronizovat s těmi starými, pokud chcete přesně měřit delší časový úsek.

Odpovědět


Re: Ach jo

Florian Stanislav,2017-10-07 22:35:39

Brepty vytváří i diskutéři.
Trilion se myslí trilion ( 10^18).
Vesmír je starý 4,32E+17 sekund.
Nevidím v článku brepty. Velká čísla se špatně představují, použitý příklad 1 sekunda za dobu existence vesmíru se taky zrovna nepředstaví snadno, ale každý chápe, že je to obrovská přesnost.
Nevím, co je za problém s výpočtem, pokud se bez něj čtenář neobejde:
(3,5/10E+18)/(1/4,32E+17) = 6,6 x jsou přesnější nové hodiny.

Odpovědět

Atomové hodiny a čas.

Vlastislav Výprachtický,2017-10-06 17:20:14

čas je pro naše vědomí definovaná veličina. Definice byla zvolena a světově přjata. Pokud bychom uvažovali, že ve vesmíru čas neexistuje, museli bychom vyloučit řadu souvisejících zákonitostí, které plynou mimo nás. Existuje stárnutí hmoty, její přeměna, její pohyb a různé funkční vlivy na reakce- vstupy a výstupy a řada jiných událostí. To vše se děje bez ohledu na naší definici o času.

Odpovědět


Re: Atomové hodiny a čas.

Josef Nýč,2017-10-06 20:35:31

čas definují myslící bytosti ne hmota, my potřebujeme odměřovat čas... hmota ho, tak jak ho potřebujeme my, skutečně nepotřebuje... vesmír není živá bytost, jeho počátek je důležitý pro
nás, všechny jevy ve vesmíru se prostě dějí a jednotlivé drobné události splývají, hromadí se
a dosahují mezí, hroutí se a vybuchují bez našeho času, ale důležité jsou vztahy mezi kvanty,
( možná už od strun) dále neutrin, fotonů - nebudu vyjmenovávat vše - atd atd

Odpovědět

čas

Josef Nýč,2017-10-06 14:23:25

ano, vesmír a prostor čas nepotřebuje... potřebujeme ho my, aby jsme definovali oddělení jednotlivých událostí od do, abychom mohli měřit dobu, atd. jak dlouho jevy trvají - i pojem
časoprostor je pomůcka, která umožňuje vysvětlit jevy ve vesmíru,,, a cestování v čase?
nekonečné množství jevů a událostí by se muselo zvrátit do minulosti

Odpovědět


Re: čas

Milan Krnic,2017-10-06 14:46:48

Podle některých úvah ne nutně muselo.
Jan Fikáček - Je čas jen iluze? (Fyzikálně-filosofický čtvrtek ve Viničné 11.8.2016)
https://www.youtube.com/watch?v=nyMOuaa7hF0

Odpovědět


Re: Re: čas

Miroslav Vaněk,2017-10-06 19:39:23

Nic proti Fikáčkovi, ale náhodou jsem byl na té přednášce také. Sešlo se nás tam 12 a tři z toho odešli před koncem. Je to hodně o slovíčkaření a spíš filosofie. S fyzikou se to moc nemá.

Odpovědět


Re: Re: Re: čas

Milan Krnic,2017-10-07 10:05:52

Jak se to vezme. I fyzika je filosofie (obzvláště viditelně na "neuchopitelných" nejmenších a největších škálách naší reality, kteréžto uchopení je filosofií taktéž, tedy subjektivní reality, atd.).

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: čas

řehoř Vojkůvka,2017-10-07 16:21:48

Pane Milane, na stejné video pana Fikáčka už tady odkazujete potřetí. Nemyslíte, že mystiků z Viničné už bylo dosti? Navíc ty Vaše moudra, třeba jako že fyzika je filosofie...to jsou perly. Někdo by Vám měl naznačit, že netřeba psát vše, co Vás napadne.

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: Re: čas

Milan Krnic,2017-10-07 16:50:29

Když už na to máme technologii, a "tady" myslíte zde na serveru, pak netřeba si vymýšlet.
Fyzika je filosofií z definice pojmů (cirka ve sledu fyzika > věda > skutečnost), tedy to není mé moudro.
Vše, co člověka napadne, psát prozatím nelze, na to tu technologii nemáme.

Odpovědět

čas

Jaroslav Pešek,2017-10-06 13:09:12

Souhlasím s váma. Kdyby se dalo cestovat časem dozadu i vpřed, tak by to znamenalo, že veškeré nekonečné okamžiky vesmíru existují ve stejnou dobu. Což je nesmysl. Čas je prostě imaginární pomůcka a mimo lidskou mysl neexistuje.

Odpovědět


Re: čas

Jaroslav Pešek,2017-10-06 13:10:30

To měla být odpověď na příspěvek od Harekera.

Odpovědět


Re: Re: čas

Heraker Herakerovič,2017-10-06 13:40:01

Ještě snad trochu filozofie :) Odmyslete si veškerou hmotu a i vaše tělo. Věda předpokládá že vědomí je vytvářeno mozkem. Tak ponechme ve vesmíru pouze vás jako vědomí mozek, nebo jen vědomí. Toto vědomí, tento pocit Já Jsem, bude zcela totožný s prázdným prostorem vesmíru. Ale opět. Není to prostor. Bez planet, hvězd, galaxií a vůbec veškeré hmoty až na molekulární urovni, budete vnímat jen Já, jen vědomí které JE, ale není někde, nebo v nějakém čase. Prostě jen JE. No a kdybychom teoreticky připustili že vědomí není produkováno mozkem (a věda toto zatím neví) tak by byl i mozek v tomto vědomí. Takže veškerá hmota včetně vašeho těla a i časoprostor jsou ve vědomí. A toto vědomí je možná jakési nelokální, universální vědomí vesmíru, universální Já, které je nám všem společné a děj ve vesmíru si jakoby "vysnívá". Sní o životě skrze těla ve hmotě :) Neříkám že to tak určitě je, ale je to jedna z možností. Věda pracuje rovněž jen s teoriemi. Nejsou to fakta.

Odpovědět


Re: Re: Re: čas

Milan Krnic,2017-10-06 14:30:19

Uvedl jste obvyklý nesmysl ve větě "vědomí není produkováno mozkem (a věda toto zatím neví)". Neexistenci čehokoli nelze dokázat, a už vůbec se to nedotýká vědecké metody.
A za druhé, nikoli fakta, nýbrž fakty, kdy definice faktu je jasná, a věda s nimi pracuje běžně.

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: čas

Jiri Matus,2017-10-07 22:30:17

Já bych teké spíše napsal v plurálu běžnější variantu - fakta. Nicméně přípustné jsou obě varianty.

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: Re: čas

Milan Krnic,2017-10-08 08:03:19

Máte pravdu, omlouvám se. Díky!

Odpovědět


Re: čas

Heraker Herakerovi4,2017-10-06 13:16:22

Přesně tak. Je to pomůcka, iluze, ve kterou lidstvo propadlo a bere ji jako fakt. Čas neexistuje sám o sobě, existuje časoprostor, a ten pozorují všechny bytosti pouze ve vědomí. Jinak to nejde. Takže by se dalo říct že vše existuje jen ve vědomí, v mysli. Vědecký důkaz pro to zatím není, ale logika mluví jasně. Bez přítomnosti pozorovatele nemůže být nikdy nic pozorováno a tedy to defakto ani neexistuje. Vy jste ve vesmíru, ale vesmír je taky ve Vás :) Vše je propojeno a vše je jen JEDNO. To my jsme vesmmír sám, my jsme TO.

Odpovědět


Re: Re: čas

Milan Krnic,2017-10-06 14:38:08

Tyto pohádky neprojdou Occamovo břitvou, tedy nemá smysl se jimi zabývat.
Nic z uvedeného nedokážate. Mimo to, ta O Karkulce je záživnější.

Odpovědět


Re: Re: čas

Tomáš Habala,2017-10-06 19:27:45

Tak to môžeme doviesť k úplnosti: stavebným prvkom sveta sú pozorovania, svet sa skladá z pozorovaní, teda svet je sústavou pozorovaní. A pozorovania čoho to sú? Sú to pozorovania pozorovaní. A prvotným základným pozorovaním pozorovateľa je, že on pozorovateľ JE a že svet sa delí na neho t.j. na pozorovateľa a pozorované. A tým pozorovaným sú jeho pozorovania....

Odpovědět

Čas neexistuje

Heraker Herakerovi4,2017-10-06 12:58:27

tak jaképak hodiny? Čas je závislý na pohybu a pohyb na hmotě. Když si odmyslíte veškerou hmotu ve vesmíru a necháte jen prázdný prostor tak jak budete měřit čas?? Nebo pozorovat jakýkoliv pohyb v tomto prostoru, vakuu? A je to vůbec prostor? Není to uzavřená krabice. Je to spíše vědomé pole možností, protože toto pole se vyskytuje jen ve vědomí. Existuje jen neustálá přítomnost, neustálé TEĎ. Minulost a budoucnost jsou jen představy v mysli. Nikdy se nemůžete vrátit do stejného bodu v minulosti, i ta ulice kterou procházíte ráno do práce, je večer když se vracíte jiná, protože na kvantové urovni se neustále mění. Stejně tak celá sluneční soustava a galaxie se pohybují, takže nikdy se nemůžete z pohledu vesmíru dostat do stejného bodu. Ale tato neustálá změna hmoty probíhá v TEĎ. Lineární čas je nesmysl.

Odpovědět


Re: Čas neexistuje

Milan Krnic,2017-10-06 14:42:47

Jenže to "TEĎ" používáte jedině proto, že máte definovaný čas. Zkuste to opravdu bez toho času, a uvidíme :)

Odpovědět


Re: Čas neexistuje

Vít Výmola,2017-10-06 14:59:35

Myslím, že svou odvážnou hypotézu dovedete experimentálně k dokonalosti tím, že doma vyhodíte všechny hodiny.

Odpovědět


Re: Čas neexistuje

Petr Špak,2017-10-07 03:11:46

ale pozorovat minulost je prece velice snadne :) ve vesmiru vlastne pozorujeme jeho minulost az k jeho pocatku, staci jen do vzdalenosti 2017 sv. let umistit zarizeni s dostatecnou rozlisovaci schopnosti a muzeme pozorovat narozeni a zivot krista :)

Odpovědět


Re: Re: Čas neexistuje

Jiří Novák,2017-10-07 19:53:02

Průšvih je, že by se tam to zařízení muselo dostat rychleji než světlo.

Odpovědět


Re: Re: Re: Čas neexistuje

Milan Krnic,2017-10-07 22:34:15

Fyzikálně rychlostí vyšší, než rychlost světla, možné jsou. Pro zařízení pravděpodobně ne, tak ale kdo ví. Jako průšvih bych to tedy neoznačil.

Odpovědět


Re: Re: Re: Čas neexistuje

Jakub Beneš,2017-10-11 03:08:59

nebo by tam někdo už mohl být a nahrát nám to :) a až tam za milion let přiletíme, tak si to pustíme ;-)

Odpovědět




Pro přispívání do diskuze musíte být přihlášeni




















Tento web používá k poskytování služeb, personalizaci reklam a analýze návštěvnosti soubory cookie. Používáním tohoto webu s tím souhlasíte. Další informace