Contunico © ZDF Enterprises GmbH, MainzSe alle videoer til denne artikel
Atomur, type ur, der bruger visse resonansfrekvenser af atomer (normalt cesium eller rubidium) til at holde tiden med ekstrem nøjagtighed. De elektroniske komponenter i atomure er reguleret af frekvensen af den elektromagnetiske mikrobølgestråling. Kun når denne stråling opretholdes ved en meget specifik frekvens, vil den fremkalde kvanteovergangen (energiforandringen) i cæsium- eller rubidiumatomerne. I et atomur observeres og vedligeholdes disse kvanteovergange i et feedbackloop, der trimmer frekvensen af den elektromagnetiske stråling; ligesom de tilbagevendende begivenheder i andre typer ure tælles disse bølger derefter.
I 1967 omdefinerede den 13. generalkonference om mål og vægt sekundet, tidsenheden i det internationale enhedssystem, i forhold til cæsiumstandarden, således at den svarer til sekundet i efemeristid. Konferencen definerede sekundet som “varigheden af 9.192.631.770 perioder af den stråling, der svarer til overgangen mellem de to hyperfinniveauer i grundtilstanden af cæsium-133-atomet.”
Til 1990’erne var atomuret med cæsiumstråle den mest nøjagtige standard for atomtid og -frekvens. Princippet bag cæsiumuret er, at alle cæsium-133-atomer er identiske, og når de absorberer eller afgiver energi, producerer de stråling med nøjagtig samme frekvens, hvilket gør atomerne til perfekte tidsmålere. Siden da har laboratorier rundt om i verden støt og roligt forbedret nøjagtigheden af cesiumfontæne-atomurene. Disse ure har fået deres navn efter den fontæneagtige bevægelse, som den gas, der udgør cæsium, bevæger sig i. Tidtagningsprocessen begynder med at indføre cæsiumgas i et vakuumkammer og rette seks infrarøde lasere (placeret vinkelret på hinanden) til at komprimere og afkøle (bremse) cæsiumatomerne til en temperatur nær det absolutte nulpunkt. Derefter bruges to vertikale lasere til at skubbe atomerne ca. en meter op (og skabe et “springvand”) gennem et mikrobølgefyldt hulrum. Mikrobølgefrekvensen er indstillet til at maksimere den observerede fluorescens, som opstår ved cæsiumatomets naturlige resonansfrekvens (9.192.631.770 Hz). Da tur- og returrejsen gennem mikrobølgekaviteten tager ca. et sekund, har styring af mikrobølgefrekvensen resulteret i en større nøjagtighed i tidskontrollen. De bedste cesiumfontæne-atomure forventes nu at afvige mindre end et sekund i mere end 50 millioner år.
Encyclopædia Britannica, Inc.