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:




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