Nové rakúske atómové hodiny: Revolúcia v meraní času čaká!

Nové rakúske atómové hodiny: Revolúcia v meraní času čaká!

Do Viedne-Ottakring dorazil najnovší technologický vývoj: najprestížnejšie hodiny v Rakúsku. Tieto pôsobivé optické atómové hodiny, umiestnené v nenápadnej 19-palcovej serverovej skrini, by sa mohli čoskoro etablovať ako najdôležitejšie hodiny v krajine. Spolkový úrad pre metrológiu a zememeračstvo (BEV) je miestom, kde boli tieto inovatívne hodiny nainštalované. Do sveta časomiery prináša nielen presnosť, ale aj trochu viedenského šarmu.

Hodinky vyvinul tím vedený nositeľom Nobelovej ceny za fyziku Theodorom W. Hänschom a výskumníkmi z Univerzity Ludwiga Maximiliansa a Technickej univerzity v Mníchove. Podľa vedúceho projektu Thorstena Schumma z TU Viedeň ide o prvé komerčné optické atómové hodiny, ktoré možno využiť nielen vo výskume, ale aj mimo akademického sveta.

Presnosť optických atómových hodín

Čím sú tieto atómové hodiny také výnimočné? Odpoveď spočíva v technológii: je založená na yterbiových iónoch a pracuje na frekvenciách ďaleko za hranicami toho, čo môžu ponúknuť bežné céziové atómové hodiny. Zatiaľ čo klasické céziové hodiny sa spoliehajú na kvantové fyzikálne energetické prechody atómov cézia, nové hodiny prinášajú merateľné zlepšenie presnosti. Frekvencie merania sa pohybujú od sto do tisíc terahertzov, čo sľubuje výrazné zvýšenie presného merania času.

Obstarávacie náklady na túto technologickú inováciu predstavujú približne tri milióny eur, financované z programu infraštruktúry „Quantum Austria“. Signály inovatívnych hodín sa budú prenášať prostredníctvom optických káblov na rôzne výskumné miesta v Rakúsku a ich použitie by mohlo mať ďalekosiahle dôsledky pre oblasti, ako sú kvantová komunikácia a kvantová výpočtová technika.

Nový štandard pre meranie času

To však nie je všetko. Tieto nové optické atómové hodiny by mohli urýchliť tlak na predefinovanie tých druhých, pretože súčasný štandard cézia sa zdá byť čoraz zastaranejší. To zahŕňa aj vzrušujúce možné aplikácie, ako je meranie najmenších rozdielov vo výške, ako aj zmien hmotnosti a gravitácie. Veľké množstvo atómových hodín po celom svete prenáša svoje údaje do Medzinárodného úradu pre váhy a miery (BIPM), ktorý potom zverejňuje medzinárodný atómový čas (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.

Čo prinesie budúcnosť, možno len hádať. Keďže výskumníci pokračujú vo vývoji nových technológií, ako sú prvé pokroky v manipulácii s atómovými jadrami pomocou laserov, vývoj hodín ešte presnejších ako tie dnešné nemusí byť ďaleko. Novoobjavený „tóriový prechod“ ukazuje, že kombinácia kvantovej a jadrovej fyziky by mohla otvoriť nové spôsoby merania času a z dlhodobého hľadiska by mohla dokonca pomôcť vyriešiť základné fyzikálne otázky.

Takýto vývoj nie je len technickým úspechom, ale aj vzrušujúcim krokom do budúcnosti výskumu. Mesto Viedeň sa stavia nielen ako miesto pre inovatívne technológie, ale aj ako miesto pre ďalšiu revolúciu v meraní času.