Tidtagning på 19. ciffer
Et hold ved Centre for Quantum Technologies ved National University of Singapore har bygget, hvad det kalder det hidtil mest præcise atomur. Enheden bruger en enkelt lutetiumion og måler atomets vibration til 19 decimaler. Forskerne rapporterede en usikkerhed på omkring 1 x 10⁻¹⁹, det laveste registrerede for et optisk atomur. Arbejdet blev offentliggjort i Nature den 23. september.
Optiske ure fungerer ved at tælle det lys, et atom absorberer, når det skifter energitilstand. Jo mere stabilt denne frekvens er, jo bedre er uret. Lutetiumovergangen er usædvanligt ufølsom over for temperatur og magnetfelter, hvilket hjælper.
To ure, ét svar
For at teste designet byggede holdet to ure og lod dem køre side om side i 200 timer. Parret stemte overens inden for 5,7 x 10⁻¹⁹. Ifølge forskerne er det den mest præcise sammenligning af to ure, der nogensinde er rapporteret.
Holdet opfandt også en teknik, det kalder hyperfin gennemsnitliggørelse, til at definere urovergangen, og målte ionernes højde til under en millimeter. Små forskelle i højde betyder noget, fordi tyngdekraften ændrer tidens gang.
Hvorfor det betyder noget
Et mere præcist ur kan hjælpe fysikere med at teste, om naturens konstanter ændrer sig over tid, og kan understøtte nye måder at definere sekundet på. Den nuværende definition er baseret på cæsium, som tikker ved mikrobølgefrekvenser. Optiske ure kører hundredtusindvis af gange hurtigere, hvilket gør dem sværere at bygge, men langt mere præcise.
Resultatet er en forbedring på 41 procent i forhold til den tidligere rekordholder, siger holdet. Andre i feltet advarer om, at rekordpåstande afhænger af, hvordan usikkerhed måles, og at det tager år at flytte sådanne design ud af laboratoriet. Alligevel giver sammenligningen mellem to uafhængige ure målingen usædvanlig vægt. Forskerne planlægger nu yderligere kørsler for at reducere usikkerheden.