Nye atomur afviger højst et sekund for hver 200 millioner år
Nye strontium-ure og kalcium-ure konkurrerer om at blive den næste nationale standard i USA. Strontium-urene har en ekstrem præcision på grund af deres puls på 430.000 milliarder slag i sekundet.
Læs også
Læs mere om
Dokumentation
Forskere fra University of Colorado ved byen Boulder har i samarbejde med det amerikanske standardiseringsinstitut Nist udviklet et nyt strontium-atomur, som holder sig inden for en usikkerhed på plus/minus ét sekund per 200 millioner år.
Strontium-uret er beskrevet i det seneste nummer af det videnskabelige magasin Science.
Nøjagtigheden er ikke en ny verdensrekord for atomure, men tæt på. Under alle omstændigheder er det væsentligt mere præcist end USA's eksisterende, nationale standard, som holder sig inden for plus/minus ét sekund for hver gang, der går 80 millioner år.
Det nye strontium-ur er så præcist, at man kun kan afprøve det ved at sammenligne med et andet atomur, der er i nærheden. Ellers bliver lyssignalet for ustabilt undervejs. Så den seneste test skete ved hjælp af et underjordisk lyslederkabel på 3,5 kilometers afstand.
Det ur, der blev sammenlignet med, er et ligeledes nyt og lige så nøjagtigt atomur, men i stedet baseret på kalcium-atomer. Det er en type ur, som kan blive meget nøjagtigt over korte tidsrum. Desuden er det så kompakt, at det måske bliver muligt at gøre det bærbart.
I øjeblikket er det uvist, hvilket af de to ure der skal vælges som ny, national standard i USA.
»Dette er vores første sammenligning mellem to optiske atomure. Lige nu er Boulder i en enestående position. Vi har alt, hvad der skal til. Mere end ét optisk atomur samt den nødvendige fiberoptik. Hvis bare én af tingene manglede, kunne vi ikke måle præcisionen. Det passer sammen for første gang i historien,« siger Jun Ye, som leder forskningsprojektet, i en pressemeddelelse fra universitetet.
I den kommende tid vil forskerne forsøge at sammenligne med verdensrekordholderen i præcision, et atomur, som er baseret på en enkelt, ladet kviksølv-ion. Dette ur nåede allerede i 2006 en nøjagtighed på plus/minus ét sekund per 400 millioner år, og det er blevet fintunet siden.
Atomure er forskernes værktøj
Udviklingen af nye generationer af atomure har betydning for telefonnetværk, navigation og rumfartskommunikation. Ifølge pressemeddelelsen fra University of Colorado kan de superpræcise ure føre til, at der bliver udviklet nye typer tyngdemålere og til nye forsøg, der kan afsløre universets hemmeligheder, for eksempel gennem kvantesimulering, der skal vise fysikkens love i nanoverdenen.
Det nye strontium-ur er opbygget omkring nogle få tusinde strontium-atomer, der er indespærret i et gitter af laserlys. Gitteret består af et sæt stående bølger tæt på den infrarøde farve. De danner en slags kunstig krystal, der holder atomerne på plads. Det er lykkedes at neutralisere eventuel påvirkning fra ydre magnetfelter.
Med yderligere udvikling er det sandsynligt, at denne type ur vil overgå atom-ure, der er baseret på en enkelt kviksølv-ion, skriver universitetet. Det handler dybest set om at opnå så hurtigt et klokkeslag som overhovedet muligt. Strontium-uret har en puls på 430.000 milliarder slag i sekundet.
