Pierwszy polski zegar optyczny działa w Toruniu

Pierwszy w Polsce optyczny zegar atomowy powstał w Instytucie Fizyki Uniwersytetu Mikołaja Kopernika w Toruniu. Zegar, który o sekundę spóźni się po około 31 mln lat, jest superdokładnym wzorcem częstości, którym można synchronizować najdokładniejsze zegary.

Obraz
Źródło zdjęć: © Fotolia

Optyczny zegar atomowy to połączenie elektroniki, komputerów, aparatury próżniowej, laserów i setek elementów optycznych. Jak informuje Uniwersytet Mikołaja Kopenika w przesłanym PAP komunikacie, na świecie zaledwie kilka ośrodków naukowych posiada zegary optyczne podobne do toruńskiego. Działają one w USA, Japonii, Niemczech i Francji.

"Mamy teraz superdokładny wzorzec częstości, którym można synchronizować najdokładniejsze zegary. To jest przełom w metrologii. Punktualność takiego zegara to 10-1. sekundy osiągana już po 10 minutach. Oznacza to tyle, że zegar spóźni się zaledwie o sekundę po około 31 milionach lat – to niewyobrażalna dokładność" - mówi dyrektor Krajowego Laboratorium Fizyki Atomowej, Molekularnej i Optycznej w Toruniu dr hab. Roman Ciuryło.

Optyczne zegary atomowe - podkreślają specjaliści - to przełom w metrologii. Potencjalnie można je wykorzystać w geodezji, np. w dokładnym mapowaniu potencjału grawitacyjnego Ziemi, do poszukiwań złóż mineralnych, ropy naftowej i wód podziemnych. Innymi ich przyszłymi zastosowaniami może być ulepszenie systemów nawigacji satelitarnej np. GPS oraz poprawa działania sieci telekomunikacyjnych.

Ten niezwykle dokładny zegar może służyć także do precyzyjnych pomiarów. "Coraz więcej jednostek fizycznych, na przykład metr, opartych jest na pomiarze częstotliwości. Im dokładniej metrolodzy są w stanie zdefiniować sekundę, tym dokładniej będą zdefiniowane także pozostałe jednostki" - mówi dr hab. Michał Zawada z Wydziału Fizyki, Astronomii i Informatyki Stosowanej UMK.

Jak wyjaśnia, z toruńskim zegarem optycznym naukowcy mogą synchronizować swoje bardzo dokładne urządzenia badawcze np. spektrometry. "Mogą też za ich pomocą sprawdzać np. czy stałe fizyczne są naprawdę niezmienne, prowadzić obserwacje astrofizyczne, badać ciemną materię oraz testować teorię względności. Prawdopodobna jest również zmiana obowiązującej od 196. roku definicji sekundy, która obecnie oparta jest na atomach cezu w zwykłych zegarach atomowych" - opisuje dr hab. Michał Zawada.

W czym tkwi wyjątkowość optycznych zegarów atomowych? "Wykorzystują one drgania optyczne, które są 4. tys. razy szybsze niż drgania wykorzystywane w konwencjonalnych zegarach atomowych. O tyle też zwiększa się ich dokładność" – wyjaśnia dr hab. Roman Ciuryło.

Prace nad skonstruowaniem zegara rozpoczęły się w 200. roku i były prowadzone w ramach kierowanego przez prof. Czesława Radzewicza z Uniwersytetu Warszawskiego projektu pn. „Polski Optyczny Zegar Atomowy (POZA)” finansowanego przez Ministerstwo Nauki i Szkolnictwa Wyższego.

Do powstania zegara przyczyniły się trzy polskie ośrodki naukowe. Na Uniwersytecie Jagiellońskim w Krakowie powstał pierwszy wzorzec atomowy wykorzystujący ultrazimne atomy strontu, na Uniwersytecie Warszawskim –. optyczny grzebień częstości. Na UMK w Toruniu zbudowano drugi wzorzec atomowy i stabilny laser. Poza tym w Instytucie Fizyki UMK w listopadzie ubiegłego roku połączono wszystkie podzespoły, konstruując nie jeden, a dwa optyczne zegary, co pozwoliło dodatkowo na sprawdzenie poprawności ich działania.

Źródło artykułu:
Wybrane dla Ciebie
Zaczną handlować bronią? Mocarstwo z Azji chce być jeszcze silniejsze
Zaczną handlować bronią? Mocarstwo z Azji chce być jeszcze silniejsze
Ukrywał się pod kamuflażem. Ukraińcy i tak go zniszczyli
Ukrywał się pod kamuflażem. Ukraińcy i tak go zniszczyli
Tajemniczy laser Rosjan. Chcą go ukryć za wszelką cenę
Tajemniczy laser Rosjan. Chcą go ukryć za wszelką cenę
Nowy statek kosmiczny dokuje do ISS. To jego pierwszy lot
Nowy statek kosmiczny dokuje do ISS. To jego pierwszy lot
Potężna erupcja po niewidocznej stronie Słońca. Upiekło nam się
Potężna erupcja po niewidocznej stronie Słońca. Upiekło nam się
Nie są pewni F-35. Europejski gigant ma dla nich inną propozycję
Nie są pewni F-35. Europejski gigant ma dla nich inną propozycję
Polska w elitarnej lidze państw produkujących pociski manewrujące
Polska w elitarnej lidze państw produkujących pociski manewrujące
Umowa z Płomieniem Zachodu i Kamieniami Widzenia. Co oferują Polsce Anduril i Palantir?
Umowa z Płomieniem Zachodu i Kamieniami Widzenia. Co oferują Polsce Anduril i Palantir?
Proces przebiega zgodnie z planem. Kolejne Husarze w powietrzu
Proces przebiega zgodnie z planem. Kolejne Husarze w powietrzu
Graniczą z Ukrainą. Część żołnierzy z USA opuszcza kraj NATO
Graniczą z Ukrainą. Część żołnierzy z USA opuszcza kraj NATO
Dwutlenek węgla szkodzi także w jonosferze. Nieoczywiste zagrożenia
Dwutlenek węgla szkodzi także w jonosferze. Nieoczywiste zagrożenia
Badacze szukają odpowiedzi. Świadomość jest nadal dla nas tajemnicą
Badacze szukają odpowiedzi. Świadomość jest nadal dla nas tajemnicą