På senare tid har forskare också undersökt möjligheten att utveckla molekylära klockor.Dessa system
"Vårt senaste arbete är resultatet av år avansträngningar för att skapa den så kallade molekylära klockan”, sa Tanya Zelevinsky, en av forskarna och författarna till det nya verket, i en intervju med Phys.org. "Vi blev inspirerade av de snabba framstegen när det gäller noggrannhet hos atomur. Molekylära klockor är baserade på en annan "tickande" mekanism och kan därför vara känsliga för ytterligare fenomen. En av dem är tanken att naturens grundläggande konstanter kan förändras väldigt lite över tiden. En annan möjlighet är att gravitationen mellan mycket små föremål kan skilja sig från interaktioner på större skalor."
Molekylär klocka skapad av Zelevinsky och hennekollegor är baserade på den diatomiska Sr₂-molekylen, som strukturellt liknar två små sfärer förbundna med en fjäder. Klockan använder specifikt vibrationslägena för denna molekyl som en exakt frekvensreferens, vilket i sin tur gör att tiden kan spåras.
Bilden av superkalla molekyler nedbrutna till atomer användes av forskarna. Foto: K. H. Leung
”Våra klockor kräver användning av laser förkyler atomer nära den absoluta nollpunkten och håller dem i optiska fällor, vilket får dem att kombineras till molekyler och rikta högprecisions "klock"lasrar mot dem för att faktiskt göra en mätning, "förklarade Zelevinsky. "Fördelen med molekylära klockor är den mycket låga känsligheten för strömagnetiska eller elektriska fält och den mycket långa naturliga livslängden för vibrationslägen."
I en studie publicerad i tidskriften PhysicalReview X, Zelevinsky och kollegor utvärderade noggrannheten hos molekylära klockor i en serie tester genom att mäta deras förspänning. De fann att deras design avsevärt minimerade felkällor, och själva klockan uppnådde ett totalt systematiskt fel på 4,6×10−14, vilket visade särskilt hög noggrannhet.
Små skiftningar i positionen för klockans resonans beroende på våglängden hos det spännande ljuset (indikerat med färg) begränsar noggrannheten hos en vibrerande klocka. Foto: K. H. Leung
Vibrationsmolekylär klocka skapadav en grupp forskare, kan bli standarden för terahertz-frekvenstillämpningar, såväl som grunden för skapandet av nya verktyg för molekylär spektroskopi. Dess design kan också ändras genom att ersätta Sr₂-molekylerna med andra isotopiska varianter (med en annan massa).
"I framtiden hoppas vi kunna tillämpa molekylärSe upp för att förstå molekylär struktur med högsta precision och studera alla möjliga signaturer av icke-Newtonsk gravitation på nanometerskala”, avslutar Zelevinsky.
Läs mer:
Ett foto dök upp i världens näst djupaste undervattenssänka
Se vad som hände med Merkurius när den kom närmast solen
Forskare är redo att erkänna det nya trädet som det äldsta i världen
Omslagsfoto av: Alex Berger