Præcisionsmålinger med Ultrakolde atomer – Niels Bohr Institutet - Københavns Universitet

Videresend til en ven Resize Print Bookmark and Share

Niels Bohr Institutet > Forskning > Kvantefysik > Ultrakolde atomer

Præcisionsmålinger med Ultrakolde atomer

Præcisionsmålinger med Ultrakolde atomer udnytter kvantefysik til at lave præcise målinger ved hjælp af kvanteoptik. De ultrapræcise kvanteoptiske målinger spænder lige fra præcisionsmåling af atomkerners fysiske struktur, til forskning i ultrapræcise atomure, der blandt andet kan bruges til navigation og rummissioner.

Gruppen arbejder med eksperimentelle opstillinger i laboratoriet, hvor atomer fanges i et magnetfelt, hvor de fastholdes med præcise stråler af laserlys og køles ned til tæt på det absolutte nulpunkt, minus 273 grader Celcius. Til eksperimenterne benytter de forskellige atomer, f.eks. strontium, magnesium eller ytterbium, som har det tilfælles, at de har to elektroner i den yderste bane, hvilket giver dem særlige kvantemekaniske egenskaber.

De kvantemekaniske egenskaber bruges til forskning i et ultrapræcist atomur. Et atomur består af atomer, for eksempel strontium, der fanges og manipuleres ved hjælp af laserlys. Et atom består af en kerne og nogle elektroner, der svæver i veldefinerede baner omkring kernen, og ved at udnytte det fokuserede laserlys kan man få elektronen til at hoppe frem og tilbage på en veldefineret måde mellem disse baner, og det er det, der udgør pendulet i atomuret.

Resultatet er et atomur, der nu er så præcist, at det kun mister ét sekund per 300 millioner år, men man arbejder på at gøre det endnu mere præcist, og det har store perspektiver. Vender man blikket mod Jorden vil man kunne måle de bittesmå bevægelser i kontinentaldriften, og det kan måske give geofysikerne et nyt værktøj til arbejdet med at forudsige jordskælv. Vender man blikket ud i rummet vil man kunne anvende atomure til rumbaseret optisk interoferometri, som kan bruges til at lede efter gravitationelle bølger eller planeter om andre stjerner end Solen.