Onlangs hebben onderzoekers ook de mogelijke ontwikkeling van een moleculaire klok onderzocht. Deze systemen
“Ons recente werk is het resultaat van jaren vaninspanningen om de zogenaamde moleculaire klok te creëren, "zei Tanya Zelevinsky, een van de onderzoekers en auteurs van het nieuwe werk, in een interview met Phys.org. “We werden geïnspireerd door de snelle vooruitgang in de nauwkeurigheid van atoomklokken. Moleculaire klokken zijn gebaseerd op een ander "tikkend" mechanisme en kunnen dus gevoelig zijn voor andere verschijnselen. Een daarvan is het idee dat de fundamentele constanten van de natuur in de loop van de tijd heel weinig kunnen veranderen. Een andere mogelijkheid is dat de zwaartekracht tussen heel kleine objecten verschilt van interacties op grotere schaal.”
Moleculaire klok gemaakt door Zelevinsky en haarcollega's zijn gebaseerd op het diatomische Sr₂-molecuul, dat structureel lijkt op twee kleine bolletjes die met elkaar verbonden zijn door een veer. Het horloge gebruikt specifiek de trillingsmodi van dit molecuul als een nauwkeurige frequentiereferentie, waardoor de tijd kan worden gevolgd.
Het beeld van superkoude moleculen afgebroken tot atomen werd door de onderzoekers gebruikt. Foto: KH Leung
“Onze horloges vereisen het gebruik van lasers vooratomen afkoelen tot nabij het absolute nulpunt en ze in optische vallen houden, waardoor ze zich combineren tot moleculen en uiterst nauwkeurige "klok" -lasers erop richten om daadwerkelijk een meting uit te voeren, "legde Zelevinsky uit. "Het voordeel van moleculaire klokken is de zeer lage gevoeligheid voor verdwaalde magnetische of elektrische velden en de zeer lange natuurlijke levensduur van trillingsmodi."
In een studie gepubliceerd in het tijdschrift PhysicalReview X, Zelevinsky en collega's evalueerden de nauwkeurigheid van moleculaire klokken in een reeks tests door hun vooringenomenheid te meten. Ze ontdekten dat hun ontwerp de foutbronnen aanzienlijk minimaliseerde, en dat de klok zelf een totale systematische fout van 4,6 × 10−14 behaalde, wat een bijzonder hoge nauwkeurigheid aantoont.
Kleine verschuivingen in de positie van de resonantie van de klok, afhankelijk van de golflengte van het opwindende licht (aangegeven door kleur), beperken de nauwkeurigheid van een trillende klok. Foto: KH Leung
Vibrerende moleculaire klok gecreëerddoor een groep onderzoekers, kan de standaard worden voor terahertz-frequentietoepassingen, evenals de basis voor het creëren van nieuwe hulpmiddelen voor moleculaire spectroscopie. Het ontwerp kan ook worden gewijzigd door de Sr₂-moleculen te vervangen door andere isotopische varianten (met een andere massa).
“In de toekomst hopen we moleculair toe te passenkijk uit voor het begrijpen van de moleculaire structuur met de hoogste precisie en het bestuderen van elke mogelijke handtekening van niet-Newtoniaanse zwaartekracht op nanometerschaal, "concludeert Zelevinsky.
Lees verder:
Er verscheen een foto in het op één na diepste onderwater-sinkhole ter wereld
Zie wat er met Mercurius gebeurde toen het zo dicht mogelijk bij de zon kwam
Wetenschappers zijn klaar om de nieuwe boom te erkennen als de oudste ter wereld
Omslagfoto door: Alex Berger