2000. január 1-jén megkezdte üzemszerû mûködését Boulderben (Colorado állam, USA) a NIST (National Institute of Standards and Technology) NIST-F1 névre keresztelt új cézium atomórája. Az új óra pontossága 1,7×10-15, vagyis ha húszmillió évig mûködne, még mindig egy másodpercen belül lenne a pontossága. Ez a pontosság háromszorosa az elõdje, a NIST-7 pontosságának, és így a NIST-F1 a Párizsban mûködõ hasonló órával együtt a világ legpontosabb órája. Ezzel egyben pontosabbá vált azoknak az óráknak az együttes idõmérése, amelyek összehangolt járása határozza meg a koordinált világidõt (Coordinated Universal Time, UTC), és amelyek közé a NIST órája tartozik.
A pontosabb mérést az teszi lehetõvé, hogy — ellentétben a korábbi órákkal, amelyek magas hõmérsékletû céziumnyalábbal mûködtek — ez az óra ultrahideg céziumatomokat használ. A vákuumkamrába beengedett elõhûtött céziumgõzt lézeres hûtéssel hûtik az abszolút zérus fokhoz közeli hõmérsékletre. (A lézeres hûtés során egymásra merõleges hat lézerbõl olyan fotonokat lõnek a hûtendõ atomokra, amelyek az atomok valamelyik magasabb gerjesztési frekvenciájával rezonálnak. A frekvenciát úgy állítják be, hogy a rezonancia ne a nyugalmi helyzetben következzék be, hanem a lézerfénnyel szemben az aktuális hõmérsékletnek megfelelõ sebességgel haladó atomon. Ha az atom elnyel egy fotont, annak impulzusát átvéve lefékezõdik. Az elnyelt energiát két vagy több lépésben sugározza ki, az így kibocsátott két vagy több foton egymástól független irányban távozik, így az elnyelésbõl és többszöri emisszióból álló teljes folyamatban az atom impulzust veszít. A lézerek frekvenciáját lassan csökkentik, így egyre lassúbb és lassúbb atomokkal rezonálnak. A teljes folyamatból kiesõ atomok a vákuumszivattyún át távoznak, a megmaradók lelassulnak, vagyis a megmaradó gõz lehûl. Jelenleg ezzel az eljárással tudják a legalacsonyabb hõmérsékleteket elõállítani.) A hûtési folyamat végén az ultrahideg céziumatomokból kis gázgömb alakul ki. Ezután két lézer nyalábjával ezt a hideg gázgömböt fellökik mintegy egy méter magasra. Amikor a kis gázgömb a fellökés után szabadeséssel, tehát még a gravitáció hatásától is mentesülve visszaesik, akkor végzik el rajta a frekvenciamérést. Átesik egy mikrohullámú téren, amely a másodpercet definiáló frekvenciát gerjeszti. A gerjesztett atomok a mikrohullámú téren kívül fluoreszcenciával szabadulnak meg gerjesztési energiájuktól, ezt a fluoreszcenciát detektálják. A folyamatot sokszor megismételve, addig változtatják a mikrohullám frekvenciáját, amíg meg nem találják a rezonanciát. A mikrohullámnak ez a rezonáns frekvenciája vezérli az órát.
2000. január 4.
NIST Press Release NIST 99-22, Dec. 29, 1999,
http://www.nist.gov/public_affairs/releases/n99-22.htm
Ezt az oldalt a legelõnyösebben kedvenc böngészõjével olvashatja.
E hír Válas György szellemi
tulajdona. Magáncélra, tanulmányi és tudományos
célra szabadon használható, de bárminemû (akár
közvetlen, akár közvetett) anyagi haszonszerzésre
irányuló felhasználása csak a jogtulajdonossal kötendõ
külön szerzõdés feltételei szerint jogszerû.