⌛ Världens bästa atomur kan hjälpa oss avslöja universums hemligheter
Genom att utnyttja kvanteffekter har forskare skapat en design för atomur som är många gånger mer exakta än de atomur som används idag.
Dela artikeln
Dagens atomur är så exakta att om de byggts vid universums födelse för 13,8 miljarder år sedan så hade de bara dragit sig en halv sekund idag.Men även den enorma precisionen är inte tillräcklig för ett forskarlag från MIT som nu utvecklat en teknik som kan ge oss ännu mer exakta atomur.
Genom att använda en effekt som kallas kvantsammanflätning har forskarlaget lyckats skapa en design för ett ur som skulle kunna dra sig bara 100 millisekunder på 13,8 miljarder år. Det går dessutom att genomföra mätningarna fyra gånger snabbare, vilket är praktiskt om du behöver göra mätningar över väldigt kort tid.
Nu kan man kanske undra om vi verkligen behöver så exakta atomur, men forskarna pekar på att det finns flera tillämpningar där dagens ur inte räcker till. Mer exakta atomur skulle till exempel hjälpa forskare att lättare upptäcka gravitationsvågor och kanske även mörk materia. Dessutom är det möjligt att bättre tidmätning kan hjälpa oss avgöra om tiden själv kanske förändras när universum blir äldre.
Ett perfekt atomur skulle mäta tid genom att registrera hur en enstaka atom oscillerar. Dessvärre skapar en effekt som kallas Standard Quantum Limit fluktuationer som stör mätningar på en enstaka atom.
Förenklat kan vi säga att resultatet från mätningen av en enstaka atom inte blir mycket bättre än en slantsingling. För att få ett vettigt resultat måste vi mäta många atomer för att få ett korrekt värde (eller den största sannolikheten för det korrekta värdet i alla fall).
Därför använder dagens atomur stora moln med tusentals atomer för mätningarna. Men även i ett stort moln av atomer gör kvanteffekter att mätningen inte blir helt exakt. MIT-forskarnas idé är att istället använda kvantsammanflätning.
Sammanflätningen gör att det går att använda färre atomer för mätningarna. Forskarna använder 350 atomer i sin design. En annan skillnad är att forskarna använder ytterbium atomer istället för cesium som i dagens atomur. Ytterbium vibrerar 100 000 gånger snabbare än cesium, vilket också ökar precisionen i mätningarna.
Forskarna hoppas nu att dagens atomur kan anpassas till den nya tekniken och därmed ge många forskare bättre möjligheter att utforska universums stora gåtor.
