Jste zde

Domů

Kvantové logické hodiny

Kategorie časoměrných přístrojů:

Kategorie:

Kvantové logické hodiny

Kvantové logické hodiny jsou typem atomových hodin a v současnosti nejpřesnějším časoměrným přístrojem vůbec. Atomové logické kvantové hodiny jsou založeny na uvěznění jednotlivých iontů v iontové mřížce za podchlazení na absolutní nulu, tedy na termodynamickou teplotu T = 0 K = −273,149 806 372 °C. Tato teplota dle třetího termodynamického zákona zastaví veškerý pohyb částic. Absolutní nula je samozřejmě pouze hypotetickým stavem, kterého nelze dosáhnout, ale lze se mu velmi přiblížit.

Kvantové logické hodiny využívají teplot blízkých absolutní nule

Z pohledu statistické fyziky je absolutní nula stav tělesa s nejmenší možnou vnitřní energií. Existuje celá řada systémů, jež v blízkosti absolutní nuly zcela mění chování a jedním z nich je právě iontová či atomová mřížka podchlazená k hodnotě blízké absolutní nule. 

Kvantové logické hodiny byly vyvinuty v roce 2010 fyziky v National Institute of Standards and Technology a tyto hodiny byly 37 krát přesnější než tehdejší mezinárodní standard. Kvantové logické hodiny jsou založeny na iontové spektroskopii iontu hliníku s logickým atomem. Jak hliníkové iontové logické hodiny, tak i  rtuťové na bázi optických atomových hodin, měří čas iontovými vibracemi při optické frekvenci pomocí UV laseru, která je 100 000x vyšší než mikrovlnné frekvence používané při standardu NIST-F1 a další podobné světové standardy a tak jsou tyto hodiny podstatně přesnější něž standardy založené na mikrovlnách.

Přesnost kvantových logických hodin

Naměřená frekvence hliníkových iontových hodin k aktuálnímu standardu je však 1121015393207857,4 (7) Hz. NIST přisuzují přesnost hodin tomu, že jsou necitlivé na magnetická a elektrická pole a nejsou ovlivněny teplotou. V březnu 2008, fyzici v NIST popsali experimentální kvantové logické hodiny na základě individuálních iontů berylia a hliníku. Tyto hodiny byly porovnány s hodinami iontů rtuti. Jednalo se o nejpřesnější hodiny, které byly zkonstruovány, přičemž tyto hodiny nepřidávaly ani neztrácely čas rychlostí, která by přesáhla sekundu za více než miliardu let. 

 

Zdroje: 
National Institute of Standards and Technology