Pietrele cuantice pot indica ora

Un profesor de fizică a inventat un nou mod de producere a unui ceas folosind atomi de cesiu, acest mod bazându-se pe mecanică cuantică şi dualitatea undă-particulă a materiei.

Holger Müller, profesor asociat la Universitatea din California-Berkeley, a avut ideea de a număra oscilaţiile unui val de materie şi de a le utiliza pentru a indica ora.

"O piatră este un ceas, ca să spunem aşa", a declarat Müller într-un comunicat de presă. "Când eram tânăr şi citeam cărţi despre ştiinţă, m-am întrebat mereu de ce există atât de puţine explicaţii în legătură cu ce este timpul."

"De atunci, m-am întrebat de multe ori: 'Care este cel mai simplu lucru care poate măsura timpul, cel mai simplu sistem care simte trecerea timpului?' Acum avem o limită superioară: o singură particulă masivă este de ajuns."

Ceasul lui Müller este numit un ceas Compton, deoarece foloseşte frecvenţa undelor de materie a lui Compton. Materia, cum ar fi atomii de cesiu, oscilează de un anumit număr de ori pe secundă.

Metoda lui Müller foloseşte şi teoria relativităţii lui Einstein, în care timpul încetineşte pentru un obiect în mişcare. De exemplu, un frate geamăn călătoreşte prin spaţiu, iar când se va întoarce, el este mai tânăr decât fratele său geamăn de pe Pământ, pentru că timpul a încetinit pentru el.

În acelaşi mod, timpul încetineşte pentru un atom de cesiu care se mişcă. Müller a folosit un laser pentru a provoca mişcarea unor atomi de cesiu, în timp ce ceilalţi au rămas nemişcaţi.

Cesiul care a rămas nemişcat a oscilat cu 10 milioane de miliarde de miliarde de ori pe secundă. Cesiul care s-a mişcat a oscilat de 100.000 de ori mai puţin pe secundă, iar Müller şi-a dat seama cum să măsoare această mică diferenţă.

El a măsurat diferenţa cu un interferometru atomic şi a folosit acea măsură pentru a indica ora.

"Ceasul nostru are o precizie de 7 părţi per miliard", a spus Müller.

"Este ca şi cum ai măsura o secundă din opt ani, fiind la fel de bun ca primul ceas cu atomi de cesiu, de acum aproximativ 60 de ani. Poate vom reuşi să-l dezvoltăm în continuare şi să definim într-o bună zi secunda ca atât de multe oscilaţii de frecvenţă Compton pentru o anumită particulă."

Lucrarea a fost publicată în revista Science în numărul din 11 ianuarie.