Forskare vid National Institute of Standards and Technology (NIST) i Boulder, Colorado, har utvecklat en av de mest exakta atomklockorna någonsin: NIST-F4. Den är så noggrann att om den hade startat för 100 miljoner år sedan (på dinosauriernas tid) skulle den idag bara ha felat mindre än en sekund.
Hur fungerar NIST-F4?
- Typ av klocka: NIST-F4 är en så kallad ”fontänklocka”, där tusentals cesiumatomer kyls ner till nära absoluta nollpunkten med hjälp av laser.
- Princip: Atomerna kastas uppåt med laserstrålar och faller sedan tillbaka under gravitationen. Under färden passerar de genom en mikrovågsstråle som får atomerna att vibrera (oscillera) med en mycket exakt frekvens: 9 192 631 770 gånger per sekund.
- Definition av en sekund: Genom att räkna dessa vibrationer kan forskarna definiera den internationella sekunden med extrem precision.
Vad gör denna klocka så speciell?
- Noggrannhet: Den totala systematiska osäkerheten är 2,2 × 10⁻¹⁶. Det innebär att klockan tappar mindre än en sekund på 140 miljoner år!
- Förbättringar: Forskarna har under flera år finjusterat klockan för att minimera alla möjliga störningar, t.ex. kvantbrus, mikrovågsläckage och små förändringar i de elektromagnetiska fälten från lasrarna.
- Betydelse: Sådana referensklockor används för att definiera och kalibrera världens tidssystem (UTC), vilket är avgörande för allt från att ställa vanliga klockor till att säkerställa exakta tidsstämplar vid globala finansiella transaktioner.
Framtiden för tidmätning
NIST-F4 kommer att arbeta parallellt med sin föregångare NIST-F3. Data från båda klockorna skickas regelbundet till den internationella byrån för mått och vikt (BIPM) för att hålla världens tidssytem synkroniserat.
Sammanfattning:
NIST-F4 är ett tekniskt mästerverk som sätter en ny standard för hur exakt vi kan mäta tid – och därmed också för hur vi kan förstå och strukturera världen omkring oss. Denna typ av forskning är avgörande för framtida teknologier och för att säkerställa att allt från GPS-system till internet fungerar så exakt som möjligt.
Vill du veta mer om hur atomklockor fungerar eller varför exakt tid är så viktigt i samhället? Fråga gärna!
Citations:
Answer from Perplexity: pplx.ai/share
