kvanttimittareiden

Kvanttimittareiden ovat erittäin tarkkoja ajankäyttömittareita, jotka perustuvat kvanttifysiikan periaatteisiin. Niiden toiminta perustuu atomien tai molekyylien energiatilojen välisiin siirtymisiin, jotka tapahtuvat hyvin täsmällisin väliajoin. Tämän ansiosta kvanttimittareiden tarkkuus on huomattavasti parempi kuin perinteisten mekaanisten tai elektronisten kellojen.

Ensimmäiset kvanttimittareet kehitettiin 1940-luvulla, mutta niiden käytännön soveltaminen alkoi vakiintua 1960-luvulla. Nykyään yleisimmin käytetty kvanttimittari perustuu cesium-133-atomin energiatilojen siirtymiseen. Cesium-atomien luonnollinen resonanssi taajuus on 9 192 631 770 hertsiä, ja tätä taajuutta käytetään määrittämään sekunnin kesto kansainvälisessä yksikköjärjestelmässä (SI). Tämän perusteella määritetty sekunti on niin sanottu cesiumsekunti.

Kvanttimittareiden tarkkuus on erittäin korkea, ja ne voivat menettää tai saada vain muutaman sekunnin vuodessa. Tämä tarkkuus mahdollistaa muun muassa GPS-järjestelmien toiminnan, jossa tarkat ajankohdat ovat olennaisia. Kvanttimittareita käytetään myös tieteellisissä tutkimuksissa, kuten gravimetriassa ja radioastronomiassa.

Kvanttimittareiden kehitys jatkuu, ja uusimpia tutkimuksia keskittyy esimerkiksi strontium- ja yttrium-atomeihin perustuviin mittareihin, jotka voivat olla vielä tarkempia kuin cesium-perusteiset. Lisäksi tutkitaan optisia kelloja, jotka käyttävät valon aallonpituuksia mittausperusteena, mikä voi tarjota vielä parempaa tarkkuutta tulevaisuudessa.