Az atomórák a legpontosabb időmérő eszközök a világon. Az atomok rezgéseire támaszkodva mérik az idő múlását. Jelentőségük azonban ennél jóval messzebbre mutat, ugyanis kulcsfontosságúvá váltak a különféle tudományos kutatásokban, és a mindennapokban alkalmazott technológiák is igen nagy hasznukat veszik.

A hagyományos atomórák ugyanakkor egyrészt nagyok. Másrészt a különböző környezeti hatások miatt instabilak lehetnek, ezért időről időre kalibrálni kell őket. Az amerikai Nemzeti Szabványügyi és Technológiai Intézetben (National Institute of Standards and Technology, NIST) ezekre válaszul nemrég olyan új atomórát fejlesztettek, amely akkora, mint egy postai bélyeg – írja az Interesting Engineering.

A Nature Communications című tudományos lapban bemutatott szerkezet ráadásul sokkal pontosabb, mint a jelenlegi rendszerek.

R. Jacobson / NIST

Az atomórák hordozhatóvá tétele szükséges a pontos időméréshez és szinkronizáláshoz a navigációs rendszerekben, a távközlésben, a távoli környezetekben, a tudományos kutatásban és a védelmi alkalmazásokban egyaránt. Léteznek ugyan aktatáska méretű atomórák, de ezek nagyjából háromszor akkora teljesítményt igényelnek, mint egy átlagos okostelefon.

Az első chipméretű atomórákat (Chip-scale atomic clocks, CSAC) még 2001-ben fejlesztették ki a NIST-nél. Ezeket különféle területeken alkalmazták, ideértve például a víz alatti és/vagy katonai navigációt, ahol a hagyományos GPS már csődöt mondott. A működésüket azonban jelentősen befolyásolja, ha megváltozik a környezeti hőmérséklet, vagy az őket körülvevő gáz lebomlik.

A kutatók most ezt a problémát igyekeztek kiküszöbölni. Ehhez több réteget hoztak létre maratott üvegből és szilíciumból. Ezzel lényegében az egyszer már bevált, 1993 és 1999 között használt NIST-7 atomóra egy miniatűr változatát alkották meg.

William R. McGehee / Nature Communications

Az órában egy olyan kamra található, amely egy rubídumdarabkát helyeztek el a tudósok. Ez felmelegszik, és egy alig 100 mikrométer átmérőjű csatornán keresztül rubídiumatomokat szabadít fel. Ezeket az atomokat aztán a másik oldalon összegyűjtik.

Egyelőre csak egy tesztkészüléket készítettek, de már ez is alig mutat rosszabb teljesítményt, mint a jelenleg használt CSAC-ok. Ugyanakkor a tudósok úgy vélik, a szerkezet 10-100-szor jobb teljesítményt nyújthat majd, amikor elkészül a végleges verziója. Ez lehetővé tenné például a nagyon precíz navigálást olyan helyeken, ahol a GPS már nem elérhető.

Ha máskor is tudni szeretne hasonló dolgokról, lájkolja a HVG Tech rovatának Facebook-oldalát.