Esimesed aatomituuma-kellad valmis, täpsuselt ületavad tavapäraseid aatomkelli

Teadlased on jõudnud läbimurdeni aatomituumade baasil töötavate kellade arendamisel. Uued tuumakellad kasutavad aatomi tuuma kvantvõnkumisi ning on tavapärastest aatomkelladest veelgi täpsemad ja keskkonnatingimuste suhtes vähem tundlikud. Uuring viitab, et see pikaajaline unistus võib peagi reaalsuseks saada.

Füüsikud on teinud olulise sammu edasi täppisajamõõtmise vallas: esimesed aatomituumadel põhinevad kellad on valminud ning nende täpsus ületab märkimisväärselt tänaste parimate aatomkellade võimekust.

Miks on tuumakell parem?

Praegu kasutatavad tipptasemel aatomkellad mõõdavad aega aatomi elektronide kvantvõnkumiste abil. Need on äärmiselt täpsed, kuid jäävad siiski tundlikuks väliskeskkonna häirete, näiteks magnetväljade ja temperatuurimuutuste, suhtes. Aatomituuma võnkumised on aga välismõjude eest paremini kaitstud, kuna tuum asub elektronikatega võrreldes palju sügavamal aatomi sees.

Uues uuringus kirjeldatav tuumakell kasutab hoopis aatomi tuuma kvantvõnkumisi. See tähendab, et kell on keskkonnatingimuste suhtes märksa vähem tundlik ja suudab aega mõõta enneolematu täpsusega.

Teadlaste pikaajaline unistus

Tuumakella idee on füüsikute seas olnud arutlusel juba aastaid, kuid praktiline teostus on seni osutunud äärmiselt keeruliseks. Uue uuringu tulemused näitavad, et see unistus on nüüd teoks saamas, esimesed toimivad prototüübid on valminud ning annavad lubadusi täiendavaks arendustööks.

Sellised kellad võiksid tulevikus leida rakendust näiteks navigatsioonisüsteemides, sidetehnoloogias ning fundamentaalfüüsika katsetes, kus aja mõõtmise täpsus on kriitilise tähtsusega.