Atomóra a karon

A kutatók reményei szerint hamarosan miniatűr, karóra méretű atomórát sikerül építeniük. A hihetetlenül pontos időmérő szerkezet jól alkalmazható majd a globális helymeghatározó rendszerben (GPS) és a távközlésben. Az óra elképzelhetetlenül pontos, utódaink századik generációjának életében tévedhet esetleg egy másodpercet.

Az atomórák semmiben sem hasonlítanak hagyományos óráinkhoz. Atomokon vagy molekulákon belüli folyamatokra építve mérik az időt. Az atomot meghatározott frekvenciájú sugárzással magasabb energiaállapotba viszik át. Azt figyelik, hogy mikor nyeli el az atom maximális mértékben a gerjesztő sugárzást, mert ekkor pontosan eltalálták a szükséges frekvenciát. Ezt a frekvenciát aztán elektronikus úton leosztják, hogy gyakorlati célokra használható időegységet kapjanak. Az atomórák közül a céziumórák a legpontosabbak, a cézium-133 izotóp 3,26 centiméter hullámhosszú spektrumvonalát használják fel. Harmincmillió év alatt várható maximum egy másodperc eltérés. A cézium-atomórára alapozták a másodperc modern, nemzetközi egyezményben rögzített meghatározását, az új időegység megalapozását szolgáló rendkívül pontos fizikai kísérleteket Bay Zoltán és J. A. White végezte az amerikai méréstudományi hivatalba az 1970-es években.

A mérésügyi intézetekben, fizikai laboratóriumokban működő atomórák szekrény nagyságú berendezések. Itt is megindult azonban a miniatűrizálás, építettek bőrönd, később cigarettásdoboz méretű atomórákat, ezek külső áramforrásról működnek és sok áramot fogyasztanak. A további méretcsökkentésnek határt szab a gerjesztő mikrohullámú sugárzás 3,26 centiméteres hullámhossza, ez alá nem lehet menni. Az amerikai nemzeti szabványügyi és technológiai intézetben (Boulder, Colorado) és a németországi Braunschweigben működő szövetségi fizikai-műszaki intézetben dolgozó kutatók együtt keresték a megoldást. A mikrohullámú gerjesztés helyett a cézium egy másik spektrumvonalát gerjesztik sokkal rövidebb hullámhosszú, kék fényű lézerrel. Berendezésük lelke egy kis kapszula, ez tartalmazza a céziumgőzt. Mérete körülbelül akkora, mint egy csipé a számítógépben. A méretcsökkentés és az eltérő megoldások miatt ez a miniatomóra egyelőre nem olyan pontos, mint nagy méretű társai, a kutatók a pontosság fokozásán dolgoznak.

A programon dolgozó Svenja Kappe német kutatónő így foglalta össze a mini-atomóra előnyeit a Der Spiegelnek adott nyilatkozatában: a pontos óra gyorsabb, hatékonyabb, gazdaságosabb és zavarmentesebb információcserét tesz lehetővé, ha képesek leszünk mobil készülékekbe beépíteni. Az üvegszálon vagy a mobiltelefon rádióhullámain küldött jelek csak akkor lesznek értelmesek a vevő oldalon, ha az adó és a vevő összehangoltan működik. Minél nagyobb az átviteli sebesség, annál nagyobb időbeli pontosságra van szükség.

A globális helymeghatározó rendszer négy műholdjának jeleit kell egyidejűleg fogni ahhoz, hogy meghatározhassuk földrajzi helyzetünket. Ha saját atomórával együtt használjuk GPS-vevőnket, akkor három műhold jelei is elegendőek. Ez fontos lehet, ha valamilyen akadály, például épület zavarja a negyedik műhold észlelését. Nem véletlen, hogy az amerikai hadsereg is jelentős összeggel támogatta a zavarbiztos GPS-rendszer fejlesztését.

Csipnagyságú kapszula az óra lelke
Csipnagyságú kapszula az óra lelke
Top cikkek
1
Érdemes elolvasni
NOL Piactér

Tisztelt Olvasó!

A nol.hu a továbbiakban archívumként működik, a tartalma nem frissül, és az egyes írások nem kommentelhetőek.

Mediaworks Hungary Zrt.