Itävallan uusi atomikello: Kellonajan vallankumous odottaa!

Itävallan uusi atomikello: Kellonajan vallankumous odottaa!

Uusin teknologinen kehitys on saapunut Wien-Ottakringiin: Itävallan huolellisin kello. Tämä näyttävä optinen atomikello, joka on sijoitettu huomaamattomaan 19 tuuman palvelinkaappiin, saattaa pian vakiinnuttaa asemansa maan tärkeimpänä kellona. Federal Office for Metrology and Surveying (BEV) on paikka, jonne tämä innovatiivinen kello asennettiin. Se tuo tarkkuuden lisäksi hieman wieniläistä charmia ajanoton maailmaan.

Kellon on kehittänyt Nobelin fysiikan voittajan Theodor W. Hänschin ja Ludwig Maximiliansin yliopiston ja Münchenin teknisen yliopiston tutkijoiden johtama ryhmä. Hankkeen johtajan Thorsten Schummin mukaan Wienin yliopistosta se on ensimmäinen kaupallinen optinen atomikello, jota voidaan käyttää paitsi tutkimuksen lisäksi myös akateemisen maailman ulkopuolella.

Optisen atomikellon tarkkuus

Mikä tekee tästä atomikellosta niin erityisen? Vastaus piilee tekniikassa: se perustuu ytterbium-ioneihin ja toimii taajuuksilla, jotka ylittävät tavanomaiset cesiumatomikellot. Vaikka klassiset cesiumkellot luottavat cesiumatomien kvanttifysikaalisiin energiasiirtymiin, uusi kello tuo mitattavissa olevan parannuksen tarkkuuteen. Mittaustaajuudet vaihtelevat sadasta tuhanteen terahertsiin, mikä lupaa merkittävää lisäystä ajan tarkkuuteen.

Tämän teknologisen innovaation hankintakustannukset ovat noin kolme miljoonaa euroa, ja se rahoitetaan "Quantum Austria" -infrastruktuuriohjelmasta. Innovatiivisen kellon signaalit välitetään valokuitukaapeleita pitkin eri tutkimuskohteisiin Itävallassa, ja sen käytöllä voi olla kauaskantoisia vaikutuksia esimerkiksi kvanttiviestintään ja kvanttilaskentaan.

Uusi vertailukohta ajankäytölle

Mutta siinä ei vielä kaikki. Tämä uusi optinen atomikello voisi nopeuttaa toisen määrittelemistä uudelleen, koska nykyinen cesiumstandardi näyttää yhä vanhentuneemmalta. Tämä sisältää myös jännittäviä mahdollisia sovelluksia, kuten pienimpien korkeuserojen sekä massan ja painovoiman muutosten mittaamisen. Suuri määrä atomikelloja ympäri maailmaa välittää tietonsa kansainväliselle paino- ja mittatoimistolle (BIPM), joka julkaisee sitten kansainvälisen atomiajan (TAI).

• Die erste Atomuhr wurde 1949 im National Bureau of Standards in den USA entwickelt.
• Im Jahr 1967 wurde die Dauer einer Sekunde international definiert.
• Die optischen Uhren, wie die jetzt in Wien installierte, haben das Potenzial, als neue Zeitnormen zu fungieren.

Mitä tulevaisuus tuo tullessaan, voidaan vain arvailla. Kun tutkijat jatkavat uusien teknologioiden kehittämistä, kuten ensimmäisiä edistysaskeleita atomiytimien manipuloinnissa laserilla, nykyistäkin tarkempien kellojen kehittäminen ei välttämättä ole kaukana. Äskettäin löydetty "torium-siirtymä" osoittaa, että kvantti- ja ydinfysiikan yhdistelmä voi avata uusia tapoja mitata aikaa ja pitkällä aikavälillä jopa auttaa ratkaisemaan fysiikan peruskysymyksiä.

Tällainen kehitys ei ole vain tekninen saavutus, vaan myös jännittävä askel kohti tutkimuksen tulevaisuutta. Wienin kaupunki sijoittuu paitsi innovatiivisten teknologioiden sijaintipaikaksi, myös ympäristöksi ajan mittaamisen seuraavalle vallankumoukselle.