Egészen a közelmúltig a legpontosabb órát tekintették kvantumórának, ami 3,7 milliárd év alatt mindössze 1 másodperccel tévedett. Az USA-ban, Colorado államban kifejlesztett atomkísérleti óra felülmúlta őket.
2014-ben a Colorado Boulder Egyetem és az Országos Szabványügyi és Technológiai Intézet kutatócsoportja bejelentette a stroncium atomóra feltalálását. Ez az óra 1,5-szer pontosabb, mint az előzőek.
Ha egy ilyen óra megállás nélkül működhetne ötmilliárd évig, akkor nem futna előre és nem maradna le egyetlen másodpercre sem.
A világ legpontosabb órájában több ezer stronciumatom van elrendezve mintegy száz szűrő láncolatában, amelyek egy erős lézersugár által alkotott optikai rács.
A stroncium atomok rezgésének gyakorisága másodpercenként 430 milliárdszor. Ennek a frekvenciának köszönhetően a stronciumórák sokkal pontosabbak, mint a világszabványok által elismert céziumórák.
Stroncium kontra cézium órák
A nemzetközi szabványok szerint a cézium-alapú atomórákat tekintik a legpontosabb óráknak. Ilyenek például az USA-ban Coloradóban található NIST-F1 órák.
Az optikai stroncium órák magasabb frekvencián működnek, mint a mikrohullámokat használó cézium órák. Nagy pontossága és stabilitása miatt a stronciumórák helyettesíthetik a céziumot, és az egész világon elismerték őket a világidő mérésének fő mércéjeként.
Hogyan mérik az atomi óra hatékonyságát
Az atomóra hatékonyságának mérésére két fő paramétert használnak: a stabilitást és a pontosságot. A stabilitás jelzi, hogyan változik az óra sebessége az idő múlásával, és fontos a mozgás hosszú távú működése szempontjából. A pontosság megmutatja, hogy milyen közel van az óra ahhoz a rezonancia frekvenciához, amelynél a kötött atomok vibrálnak az energiaszintek között.
A stabilitás és a pontosság szempontjából a kísérleti stronciumóra megdönti az összes rekordot.
Miért van szükség egy atomóra?
Az időmérési technológia a kevésbé precízre fejlődött. Eleinte elég volt óránként mérni, majd lehetővé vált a percek és a másodpercek mérése.
A nagy pontosság ellenére az atomórák nem tűnnek annyira szükségesnek az emberek számára. De ez csak első pillantásra.
Az időmérés ilyen pontosságára van szükség néhány rendszer esetében, ahol még a másodperc milliárdosa is fontos szerepet játszik. Például atomórákat használnak a távközlési rendszerek, valamint a műholdas navigációs rendszerek működésének szinkronizálására.
Az áramszolgáltató vállalatok nukleáris technológiát használnak az elektromos vezetékek meghibásodásának meghatározásához. Az űrkutatás atomórás technológiát alkalmaz távoli űrobjektumok rádiófigyelésére.
A frekvencia az időre vonatkozó fogalom. Ez az idő nagysága, ez az ütem, amellyel az óra fut. Ezt az értéket figyelembe veszik a rádió- és televíziós adásokban az állomások és csatornák közötti átfedések elkerülése érdekében.
Az űr megfigyelése a naprendszer belsejében lévő szondával lehetetlen a Föld állomásain található pontos atomórák részvétele nélkül.
Az idő fontos szerepet játszik a különféle emberi tevékenységek rendezésében. A pénzügyi piacok egyre pontosabb számításokat igényelnek a tranzakciók időzítésének meghatározásakor.
