Kvanttikelloihin

Kvanttikelloihin viittaa yleisesti atomikelloihin, jotka hyödyntävät kvanttimekaniikan ilmiöitä ajan mittaamiseen. Nämä kellot ovat huomattavasti tarkempia kuin perinteiset mekaaniset tai kvartsikellot, perustuen atomien energiatasojen värähtelyihin. Kun atomi absorboi tai emittoi energiaa, se tekee sen hyvin tarkalla ja ennustettavalla taajuudella. Tämä taajuus toimii ajanmittauksen perusyksikkönä.

Perinteisten atomikellojen, kuten cesiumkellojen, tarkkuus on jo erittäin korkea, mutta kvanttikellojen uudet sukupolvet pyrkivät vielä parantamaan tätä. Ne käyttävät hyväkseen esimerkiksi optisia värähtelyjä, joissa atomit ovat korkeammalla taajuudella kuin mikroaaltoalueella käytetyissä cesiumatomeissa. Tämä mahdollistaa entistä hienojakoisemman ajanmittauksen. Kvanttikellojen kehitys avaa ovia monille sovelluksille.

Esimerkiksi ne ovat välttämättömiä globaaleissa navigointijärjestelmissä, kuten GPS:ssä, joissa pienenkin ajallisen epätarkkuuden vaikutus paikannukseen on merkittävä. Myös tieteellisessä tutkimuksessa, kuten gravitaatiomittauksissa ja fysiikan peruslakien testauksessa, kvanttikellojen äärimmäinen tarkkuus on ratkaisevan tärkeää. Lisäksi ne ovat oleellisia telekommunikaation ja tietoverkkojen synkronoinnissa. Kvanttikellojen kehitys on jatkuvaa, ja uusia teknologioita, kuten trappausaineihin perustuvia kvanttikelloja, tutkitaan aktiivisesti.