A rizsszem méretű atomóra alacsony fogyasztású, és háromszáz év alatt legfeljebb egyetlen másodpercet téved. Az egyesült államokbeli National Institute of Standards and Technology által kifejlesztett szerkezettel pontosabban működő mobiltelefonok, műholdas navigációs rendszerek és számítógépek gyárthatók.
Az idő és a frekvencia jelenleg atomórával mérhető a legpontosabban, de a forgalomban lévő szerkezetek drágák, sokat fogyasztanak és túlságosan nagyok. Az amerikai National Institute of Standards and Technology (NIST) azonban bemutatta a világ legkisebb atomóráját, melynek belső szerkezete rizsszem méretű, alacsony fogyasztású és olyannyira stabil, hogy háromszáz év alatt egyetlen másodpercet téved. A lézerrel és atomi gőzzel működő órát az ismert mikroszkopikus elektromechanikai technikákkal félvezető lapkára lehet ültetni, ezért könnyen beépíthető az eszközökbe, és olcsón legyártható.
Kicsinyített atom
John Kitching fizikus, a NIST vezető fejlesztője úgy véli: a legnagyobb áttörést az áramfogyasztás terén érték el, hiszen a szerkezet akár elemmel is működtethető. Bár a 0.075 wattos atomóra egyetlen nap alatt lemerít két ceruzaelemet, még így is századakkora az energiafogyasztása, mint a jelenleg használt modelleké. Ezen kívül mérete is egyedülálló: az összes irányító áramkörével együtt elfér egyetlen köbcentiméteren, míg a mostanság használt atomórák gyakran két méter magasak.
A NIST mérnökei arra számítanak, hogy az atomóra hosszú távú stabilitását megnövelve jelentősen csökkenthetik az energiafogyasztását, így az eszköz számos katonai és kereskedelmi rendszer hasznos tartozéka lehet.
Céziumot mérnek
A miniatűr atomóra - nagyobb társaihoz hasonlóan - a céziumatomok természetes rezonanciája alapján méri az időt. Az aprócska órában a lezárt cellában elhelyezett céziumgőzt infravörös lézerrel szondázzák, amely két elektromágnese mezőt hoz létre. A két mező frekvenciájának a különbségét úgy állítják be, hogy megegyezzen az atomok két energiaszintjének különbségével. Az atomok ekkor úgynevezett sötét állapotba kerülnek, amelyben nem nyelnek és nem is bocsátanak ki fényt. Ez a pont határozza meg a cézium természetes rezonanciáját, és ehhez kell igazítani az órába épített külső oszcillátort, amely például kvarckristály lehet.
A chipméretű atomóra megnövelheti a GPS műholdas nyomkövető rendszerek pontosságát, a drótnélküli hálózatok biztonságát, és segíti az eszközök pontosabb összehangolását. Bár nem olyan pontos, mint a nagyobb szerkezetek, az órákban is használt kvarckristálynál ezerszer pontosabb.
Kövesse az Indexet Facebookon is!
Követem!
