Atomurets afløser er på vej: Kerneuret har bedre nøjagtighed og stabilitet
more_vert
close

Få de daglige nyheder fra Version2 og Ingeniøren. Læs mere om nyhedsbrevene her.

close
Ved at tilmelde dig accepterer du vores Brugerbetingelser, og at Teknologiens Mediehus og IDA-gruppen lejlighedsvis kan kontakte dig om arrangementer, analyser, nyheder, tilbud mm via telefon, SMS og email. I nyhedsbreve og mails fra Teknologiens Mediehus kan findes markedsføring fra samarbejdspartnere.

Atomurets afløser er på vej: Kerneuret har bedre nøjagtighed og stabilitet

Atomure er uhyre præcise til at holde tiden, de bedste taber eller vinder et sekund i et tidrum, der er sammenlignelig med Universets alder. Men i fremtiden kan de få konkurrence af endnu bedre kerneure, der vurderes at kunne være ti gange mere nøjagtige.

Læs også: Japansk strontium-ur holder tiden i 16 milliarder år

Læs også: Optisk gitter giver atomur uhørt høj præcision

Hvor atomure er baseret på overgange mellem energiniveauer i atomet (elektronskallerne), og i dag danner basis for definitionen af tidsenheden i SI-systemet, så er kerneure baseret på overgange mellem forskellige energitilstande i atomkernen.

Kerneure har forskningsmæssigt været studeret i adskillige å. En tysk forskergruppe præsenterer nu et markant bidrag ved som de første at udføre en direkte detektion af den overgang i thorium-229, som vil være interessant i et fremtidigt kerneur.

Læs også: Atomure er håbløst upræcise sammenlignet med kerneure

Det er nærmere beskrevet i en artikel i Nature, som Lars von der Wense fra Ludwig-Maximilians-Universität München har skrevet sammen med 11 andre forskere.

Fra teori til eksperimenter

Måling af henfaldet af Th-229m til grundtilstanden. Thorium-229-ioner i en såkaldt isomerisk tilstand (Th-229m) med højere højere energi end grundtilstanden dannes ved alfa-henfald af uran-233. De opsamles på en overflade, hvor de indfanger elektroner og bliver til neutrale atomer. Den eksiterede tilstand henfalder til grundtilstanden via en proces, hvor der sker en elektromagnetisk kobling (intern konversion) til elektronskallerne i atomet, så der udsendes en elektron. Denne elektron trigger en kaskade af elektroner, som rammer en fosforskærm, hvorved der udsendes synligt lys, der kan detekteres. Illustration: Nature

Energiovergangen i thorium-229-kernen har hidtil kun været studeret teoretisk.

De tyske forskere har udført den første måling af overgangen, som de eksperimentelt har bestemt til at have en energi mellem 6,3 og 18,3 elektronvolt i overensstemmelse med den teoretiske forudsigelse på 7,9 elektronvolt. Halveringstiden for thorium (2+)-229 ioner i den eksiterede tilstand er bestemt til at være længere end 60 sekunder.

Dermed foreligger der endegyldigt et bevis for eksistensen af denne tilstand, som ikke alle teoretikere har været enige om fandtes.

Selvom metoden endnu ikke tilstrækkeligt nøjagtig til at kunne bruges til design af et ur, mener de tyske forskere, at den peger i retning af, hvordan et sådant ur kan designes.

Flere udfordringer

I en kommentar i Nature anerkender Marianna Safronova fra University of Delaware i Newark, USA, at der er tale om en vigtig milepæl i bestræbelserne på at fremstille et kerneur. Flere problemer udestår dog, påpeger hun.

For det første skal man måle overgangsenergien mere præcist. Det erkender de tyske forskere også i deres artikel, men de mener, det er muligt.

Dernæst skal halveringstiden bekræftes gennem yderligere målinger, så det med sikkerhed kan bekræftes, at den er anvendelig i et ur.

Endelig er der en lang række ingeniørmæssige udfordringer, som skyldes, at energien i sammenligning med mange atomure er høj.

Men hvis alle problemer kan løses, så har et thorium-kerneur potentialet til at være mere end 10 gange så nøjagtig som de nuværende atomure, skriver Marianna Safronova.

Hvad skal kerneurene bruges til?

Spørgsmålet er så, om der i det hele taget er anvendelser til et sådant supernøjagtigt ur.

Marianna Safronova peger på, at det vil gøre det muligt at tjekke for eventuelle variationer i de mest fundamentale fysiske parametre, som finstrukturkonstanten.

Læs også: Ukonstante konstanter

Andre forskere har forklaret, at ultrapræcise ure vil være til nytte i jagten på Universets mørke stof eller til 3D-gravitationssensorer, der kan bruges til at finde magmakamre og i forsøgene på at forudsige jordskælv.

Men som Marianna Safronova gør opmærksom på, så sker der samtidig også en udvikling inden for atomure, så det er usikkert, hvem der om 10 år står med det mest nøjagtige ur, og hvilken teknologi det vil være baseret på.

I den forbindelse kan det tilføjes, at den hjemlige ekspert i atomure, lektor Jan Thomsen fra Niels Bohr Institutet på Københavns Universitet, netop er begyndt som en deltager i et fælles EU-projekt om ultrapræcise atomure.

Læs også: RUNNER-UPS Og de nominerede er ...

Emner : Fysik
sortSortér kommentarer
  • Ældste først
  • Nyeste først
  • Bedste først

... bestemmer man, at et givet ur er det mest nøjagtige? Der er jo ikke en mere nøjagtig tidsreference at holde det op imod.

  • 2
  • 0

... bestemmer man, at et givet ur er det mest nøjagtige? Der er jo ikke en mere nøjagtig tidsreference at holde det op imod.


Præcist derfor vil jeg fastholde, at tid ikke eksisterer som andet end et filosofisk begreb.

Lad mig uddybe:

Det er bevist, at ethvert ur, baseret på fysiske egenskaber går langsommere ved en øget hastighed.

Jeg mangler bevis for, at det er de fysiske egenskaber i urets clockwork, som påvirkes af hastigheden - og ikke selve tiden.

Altså kort sagt: Hvordan kan man vide, at det er tiden, der ændrer hastighed - og altså ikke bare uret, som ændrer hastighed?

Dette paradoks har fremprovokeret gang på gang fra mig, denne påstand, at tid eksisterer kun i filosofisk forstand.

Og denne påstand står jeg ved.

Energi og masse er nok. Men jeg kan da godt se, at C² giver mig et problem her...
Fordi hastighed eksisterer jo naturligvis kun i kraft tid...
Eller gør den?
Kunne man forestille sig, at C² kunne repræsenteres af udelukkende E og M.

  • 0
  • 4

Jeg har noteret mig de (indtil videre) 4 hængende fingre.

Og jeg har sådan set også forudset, at jeg kunne blive puttet i den kategori af virkelighedsfornægtere, der ikke tror på raketmotores eksisteren.

I så fald er jeg blevet puttet forkert (det var da lidt morsomt).

Det, jeg gerne vil frem til, er dette:
I vores relative - nej, absolutte - verden, hvordan kan vi så arrogant påstå, at alt, som bevæger sig, bevæger sig i overensstemmelse med det vi benævner tid?

Jeg er bange for, at jeg ikke bliver forstået, så lad mig prøve bare en gang til:

Hvis et ur går langsommere jo højere hastighed det har (og det er jo evident, selv jeg har vidst dette i årtier), så er dette vel ikke et bevis på, at tiden går langsommere, men kun et bevis på, at uret går langsommere.

Og det er netop derfor jeg (måske lidt skingert efterhånden - undskyld) skriger ud, at tid måske ikke nødvendigvis er bundet 1/1 til hvordan Jordisk tid udfolder sig.

i undskylder selvfølgelig det sidste for en, som er gået ned på batteri - ah, lad os være ærlige og sige whisky - e kan tilføjes efter behov.

  • 1
  • 0

Og det er netop derfor jeg (måske lidt skingert efterhånden - undskyld) skriger ud, at tid måske ikke nødvendigvis er bundet 1/1 til hvordan Jordisk tid udfolder sig.


Det er jo netop det de mest anderkendte teorier beskriver...

Tiden afhænger af den hastighed som uret/legemet bevæger sig med... Og så er det underordnet om tiden defineres som radioaktivt henfald, mekanisk tidstagning, antal svingninger af en krystal osv... Det er derfor at en person der sendes væk fra jorden med meget høj fart, vil ældes langsommere end de folk der bliver tilbage på jorden...

Men tidsenheden (1 sekund) er en defineret størrelse og denne definition ændre sig ikke.
https://da.wikipedia.org/wiki/Sekund

Og da definitionen er fast vil tiden ikke opleves som en universel størrelse hvis forskellige legemer bevæger sig med forskellige hastigheder...

  • 1
  • 0

Hvad menes der med standen?

Det er ved eftertanke irrelevant her, da det jo ikke er et ur, men en konstant puls, vi leder efter.

  • 0
  • 0

"Hvad menes der med standen?"

Urets stand er dets fejlvisning altsaa afvigelsen fra sand tid.
Ved astronomisk navigering i gamle dage kunne en fejl paa kronometret paa 1 sekund bevirke en fejl i skibets position
paa 500 meter. Derfor var det vigtigt at kende kronometrets
stand.

  • 1
  • 0