Toruńscy fizycy udoskonalą działanie optycznego zegara atomowego

Toruńscy fizycy udoskonalą działanie optycznego zegara atomowego. Grant o wartości miliona złotych pozwoli im na zakup najnowocześniejszego na świecie sprzętu rozwijającego badania naukowe, jak również branżę telekomunikacyjną czy ochrony środowiska.

Archiwum PAP © 2017 / Tytus Żmijewski / Toruń, 18.02.2015. Fragment aparatury pierwszego polskiego optycznego zegara atomowego funkcjonującego w Krajowym Laboratorium Fizyki Atomowej, Molekularnej i Optycznej, znajdującym się w Instytucie Fizyki Uniwersytetu Mikołaja Kopernika w Toruniu, 18 bm. Optyczny zegar atomowy - superdokładny wzorzec częstości, którym można synchronizować najbardziej dokładne zegary, został skonstruowany przez fizyków z UJ, UMK oraz UW w ramach projektu "Polski Optyczny Zegar Atomowy (POZA)" finansowanego przez Ministerstwo Nauki i Szkolnictwa Wyższego. Aparatura, która składa się na zegar, zajmuje kilka pomieszczeń laboratoryjnych, wypełnionych komputerami, zaawansowaną aparaturą próżniową, kilkudziesięcioma laserami i setkami drobnych elementów optycznych, które tworzą tory laserowe. (soa) PAP/Tytus Żmijewski Archiwum PAP © 2017 / Tytus Żmijewski

"Budowany, jak i zakupiony sprzęt posłuży do rozwoju optycznego zegara atomowego, który już posiadamy w Toruniu. Umożliwi on znaczne rozszerzenie możliwości użytkowania go – zarówno, jeżeli chodzi o podstawową naukę, czyli badania fundamentalne, jak również do celów użytecznych. W pierwszym przypadku mam na myśli m.in. szukanie ciemnej materii, nowej fizyki przy użyciu optycznych zegarów atomowych, które są obecnie najczulszymi urządzeniami pomiarowymi na świecie" – mówi dr Marcin Bober z Instytutu Fizyki UMK w Toruniu.

Naukowiec podkreślił, że tak nowoczesny i nowatorski sprzęt optyczny jest dostępny tylko w kilku najlepszych ośrodkach badawczych tego typu na świecie. Obecnie w ślady toruńskiej uczelni idą chociażby Hiszpanie, Rosjanie czy Chorwaci, którzy budują swoje zegary atomowe. Czas wytworzenia takiego sprzętu to przynajmniej kilka lat.

"Nowy sprzęt posłuży również do badań aplikacyjno-naukowych, mających znaczenie w ochronie środowiska. Będzie miał zastosowanie m.in. w spektroskopii molekularnej, dzięki której możliwe jest badanie przejść molekularnych w gazach, które występują w naszej atmosferze, co w przyszłości posłuży do badania chociażby stężeń gazów cieplarnianych lub innych szkodliwych zanieczyszczeń" – wyjaśnił Bober.

Dodatkowo nowe rozwiązania techniczne pozwolą na przesyłanie bardzo precyzyjnego sygnału czasu i częstotliwości. Odbywało się to będzie przy pomocy istniejącej już sieci światłowodowej, a korzystały będą z tego zarówno państwowe instytucje badawcze, jak i firmy komercyjne, chociażby z dziedziny telekomunikacyjnej.

"Dzięki temu będziemy mogli użyczyć sygnału z naszego optycznego zegara atomowego do innych instytutów nie tylko w Polsce, ale i w Europie. Część podzespołów kupimy z firm amerykańskich i niemieckich, a resztę stworzymy z zakupionych – zupełnie podstawowych – elementów. Takie rozwiązanie jest zawsze najtańsze i najefektywniejsze. Potrafimy w naszym instytucie złożyć i zbudować to sami. Wiele osób przecierało oczy ze zdumienia, że w tak krótkim czasie stworzyliśmy od podstaw optyczny zegar atomowy. Rzeczywiście, mieliśmy ekspresowe tempo" – uzupełnił naukowiec.

Fizyk z UMK przekazał PAP, że na jego uczelni pracują już nad kolejnymi, nowatorskimi w skali światowej rozwiązaniami.

"Mamy już pomysł na nową generację optycznych zegarów atomowych, która powinna być jeszcze lepsza od tego, czym dysponujemy w tej chwili. Jej siła może być wykorzystana do badań czysto naukowych, jak np. badanie ciemnej materii, ale również pozwoli na szukanie zasobów naturalnych" – wskazał Bober.

Ekspert w tej dziedzinie ocenił, że aby wyjść z tym sprzętem "do ludzi" potrzeba ok. 5 do 8 lat. "Jak najbardziej rzeczywista i możliwa wydaje się perspektywa stworzenia nowej generacji OZA na potrzeby laboratoryjne w ciągu ok. 3 lat" – zakończył. (PAP)

twi/ zan/