Ostatnio naukowcy badają także możliwość opracowania zegara molekularnego. Te systemy
„Nasza ostatnia praca jest wynikiem latwysiłki w celu stworzenia tak zwanego zegara molekularnego” – powiedziała Tanya Zelevinsky, jedna z badaczek i autorek nowej pracy, w wywiadzie dla Phys.org. „Zainspirował nas szybki postęp w dokładności zegarów atomowych. Zegary molekularne opierają się na innym mechanizmie „tykania”, przez co mogą być wrażliwe na dodatkowe zjawiska. Jednym z nich jest pogląd, że podstawowe stałe natury mogą zmieniać się w bardzo niewielkim stopniu w czasie. Inną możliwością jest to, że grawitacja między bardzo małymi obiektami może różnić się od interakcji w większych skalach”.
Zegar molekularny stworzony przez Zelewinskiego i jąkoledzy opierają się na dwuatomowej cząsteczce Sr₂, strukturalnie przypominającej dwie maleńkie kulki połączone sprężyną. Zegarek specjalnie wykorzystuje tryby wibracyjne tej cząsteczki jako dokładne odniesienie częstotliwości, co z kolei umożliwia śledzenie czasu.
Naukowcy wykorzystali obraz superzimnych cząsteczek rozbitych na atomy. Zdjęcie: KH Leung
„Nasze zegarki wymagają użycia laserówchłodzenie atomów w pobliżu zera absolutnego i utrzymywanie ich w pułapkach optycznych, powodując ich łączenie się w cząsteczki i kierowanie na nie precyzyjnych laserów „zegarowych”, aby faktycznie dokonać pomiaru ”- wyjaśnił Zelevinsky. „Zaletą zegarów molekularnych jest bardzo niska czułość na błądzące pola magnetyczne lub elektryczne oraz bardzo długa naturalna żywotność modów wibracyjnych”.
W badaniu opublikowanym w czasopiśmie PhysicalRecenzja X, Zelevinsky i współpracownicy ocenili dokładność zegarów molekularnych w serii testów, mierząc ich błąd systematyczny. Odkryli, że ich projekt znacznie zminimalizował źródła błędów, a sam zegar osiągnął całkowity błąd systematyczny 4,6 × 10-14, wykazując szczególnie wysoką dokładność.
Niewielkie przesunięcia pozycji rezonansu zegara w zależności od długości fali ekscytującego światła (oznaczone kolorem) ograniczają dokładność wibrującego zegara. Zdjęcie: KH Leung
Stworzono wibracyjny zegar molekularnyprzez grupę badaczy, może stać się standardem w zastosowaniach częstotliwości terahercowych, a także podstawą do tworzenia nowych narzędzi do spektroskopii molekularnej. Jego konstrukcję można również zmienić, zastępując cząsteczki Sr₂ innymi wariantami izotopowymi (o innej masie).
„W przyszłości mamy nadzieję zastosować technologię molekularnąuważaj na zrozumienie struktury molekularnej z najwyższą precyzją i zbadaj każdą możliwą sygnaturę grawitacji nienewtonowskiej w skali nanometrowej”, podsumowuje Zelevinsky.
Czytaj więcej:
Zdjęcie pojawiło się w drugim najgłębszym podwodnym dole krasowym na świecie
Zobacz, co stało się z Merkurym, gdy zbliżył się jak najbliżej Słońca
Naukowcy są gotowi uznać nowe drzewo za najstarsze na świecie
Zdjęcie na okładce: Alex Berger