Læsetid: 4 min.

’Med 18 decimalers præcision kan man faktisk måle, at tiden går anderledes nede ved vores fødder end oppe ved vores hoved’

I kælderen under Niels Bohr-instituttet har Bjarke Takashi Røjle Christensen bygget en kompliceret laseropstilling, der kan gøre verdens mest præcise ure endnu bedre. Det kan bane vejen for ny teknologisk udvikling og en omskrivning af fysikbøgerne
Ph.d. Cup-finalist Bjarke Takashi Røjle Christensen forsker i tid og atomure.

Ph.d. Cup-finalist Bjarke Takashi Røjle Christensen forsker i tid og atomure.

Thomas Nielsen

21. april 2017

I en blå kugle bliver 500 millioner strontiumatomer fanget af seks lasertråer og kølet ned til temperaturer tæt på det absolutte nulpunkt. I vakuumkammeret bliver det på den måde muligt at undersøge dem og deres særlige stabile egenskaber, og det er lige præcis det, Bjarke Takashi Røjle Christensen har gjort i sit ph.d.-projekt.

Med strontiumatomerne er det lykkedes at udvikle en metode, der kan gøre atomure endnu mere præcise. For i dag kæmper verdens forskere nemlig med at lave atomure med en større præcision end 18 decimaler.

»Et af problemerne er, at laseren, som udgør pendulet i uret, står og ryster. Man er kommet rigtig langt med at gøre den stabil ved at køle den ned, placere den under lavt tryk og kontrollere støj og isolation. Men vi står med det fundamentale problem, at atomerne vibrerer, fordi de har en temperatur, og det giver en upræcision, som det kan føles helt umuligt at komme uden om,« som Bjarke Takashi Røjle Christensen forklarer det.

I dag er verdens atomure baseret på svingningerne i cæsiumatomer, men for at opnå maksimal præcision, kræver det nedkøling og isolering, der gør, at atomurene fylder meget og er bøvlede og »landsøkonomivæltende dyre« at producere.

På baggrund af en teori fremsat tilbage i 2009 har Bjarke Takashi Røjle Christensen derfor arbejdet på at udvikle en metode til at lade strontiumatomerne udgøre atomurets pendul.

Konstruktionen er i sig selv en bedrift, siger han, og resultaterne er imponerende.

»Vores målinger viser, at laseren kan stabiliseres mindst lige så godt med vores hjemmebyggede løsning, som man kan med store, besværlige og dyre setupper. Og samtidig ved vi nu, hvilke knapper der skal drejes på for at få præcisionen endnu højere op,« siger Bjarke Takashi Røjle Christensen.

Thomas Nielsen

Tid, sted og støj

Faktisk er præcisionen i konstruktionen så høj, at man kan registrere ting, som for de fleste af os slet intet har med tid at gøre. Svingningerne i strontiumatomerne kan eksempelvis afsløre Jordens magnetfelt, tyngdebølgerne og strukturer i undergrunden, ligesom Bjarke Takashi Røjle Christensens laseropstilling på et tidspunkt ved en fejl kunne registrere, når Rigshospitalets redningshelikopter fløj hen over Niels Bohr Institutet. Og det er ikke engang det hele.

»Hver gang vi har en decimal mere i præcision, er der nye ting, vi kan måle, og med 18 decimalers præcision kan man faktisk måle, at tiden går anderledes nede ved vores fødder end oppe ved vores hoved,« siger han.

Det svarer til, at man pludselig får et kamera med en højere opløsning, så man får øje på nye detaljer, når man fotograferer.

»Der kommer altid noget ny støj, når man får mere præcision, men noget af den støj kan bruges, og vi ved faktisk ikke, hvad vi kommer til at måle ud over alt det, vi gerne vil. Men det her felt har et kæmpe teknologiaspekt og et kæmpe grundforskningsaspekt,« siger Bjarke Takashi Røjle Christensen.

En af konsekvenserne af hans forskning kan blive, at opfattelsen af de fysiske konstanter skal tages op til revision. Gravitationskonstanten, Plancks konstant og lysets hastighed betragtes som absolutte konstanter. Der er imidlertid teoretikere, der mener, at de ændrer sig lidt, men det kræver større præcision at måle. Og hvis det holder stik, har det store implikationer.

»Den model, vi har for universets udvikling, beror på konstanter, der netop er konstante. Hvis vi finder ud af, at det ikke er sådan, er der en masse teorier, der skal revideres,« siger Bjarke Takashi Røjle Christensen.

Men også i vores dagligdag kan mere præcise atomure få stor betydning. For vi bruger stort set alle atomure hver eneste dag uden at vide det. Når den lille blå prik på telefonen eller på bilens GPS-skærm fortæller dig, hvor du befinder dig, kan du takke atomure.

GPS-signalet fungerer nemlig ved at sammenholde, hvor lang tid dit signal er om at ankomme fra forskellige satellitter, der kredser om Jorden. På baggrund af afstanden kan man bestemme din position, og derfor kan satellitter med mere præcise atomure bestemme din position med en præcision på under en meter, så du kan se, om du er i køkkenet eller i stuen, hvis du er i tvivl.

Tiden iler stadig

De mange års arbejde med at måle tiden mere præcist har givet Bjarke Takashi Røjle Christensen en bedre fornemmelse af, at al fysik hænger sammen. Men tiden som fænomen har han ikke ændret syn på. Tiden går stadig for hurtigt, siger han, og han har stadig for lidt tid til det hele og prøver stadig at holde sine aftaler ved hjælp af en fysisk kalender.

»Faktisk tror jeg ikke, jeg er særlig punktlig. Når jeg skal undervise, er jeg der til tiden, men hvis jeg er i laboratoriet, og der lige er noget, der skal gøres færdigt, så tager det for lang tid, og så kommer jeg hjem langt senere, end jeg har lovet,« siger han. Og på trods af at han har brugt flere år på at bygge en væsentlig komponent til fremstilling af klodens mest præcise ure, går han stadig selv rundt uden ur på armen.

»Jeg har i virkelig lang tid tænkt, at jeg skulle have et ur, men jeg har ikke haft tid til at gå ud at købe et. Det skal være analogt, helt sikkert, og jeg vil også gerne vide lidt om, hvad der er indeni,« siger Bjarke Takashi Røjle Christensen.

Videnskapløb 2017

Bliv klogere på slangegift, atomure, saltenergi, skrumpelevere og relationer i børnehøjde – og få historisk perspektiv på forholdet mellem politik og videnskab i en postfaktuel og populistisk tid.

Andre artikler i dette tillæg

  • Ingen i Italien lytter til de intellektuelle

    21. april 2017
    Italiens universitetsintellektuelle har meget svært ved at komme til orde i offentligheden. Før i tiden stod de politiske partier i kø for at smykke deres opstillingslister med intellektuelle, men i de seneste årtier er forskernes autoritet blevet undergravet
  • Når vanvid griber universitetet

    21. april 2017
    Tilbageblik. I 1970’erne fik nymarxismen forfærdende mange studerende og ældre intellektuelle til at gå fra snøvsen. Danmark blev ramt af et kollektivt tab af dømmekraft, mener David Rehling, der i dette essay genbesøger sin stormomsuste studietid
  • Er fri forskning på tilbagetog i den gamle østblok?

    21. april 2017
    Da Muren faldt, spredte den akademiske frihed sig fra Vesten til de postkommunistiske lande, men med de nationalistiske strømninger i flere central- og østeuropæiske lande kan ønsket om at kontrollere forskerne genopstå. Indtil videre er det dog først og fremmest i Ungarn, at det politiske pres øges, mens forskningen i resten af regionen primært er udfordret af dårlig økonomi
Bliv opdateret med nyt om disse emner på mail

Folketingsvalget er forbi, men magten skal stadig holdes i ørerne.
Få ubegrænset adgang med et digitalt abonnement. Første måned er gratis.

Prøv nu

Er du abonnent? Log ind her

Anbefalinger

  • Niels Duus Nielsen
Niels Duus Nielsen anbefalede denne artikel

Kommentarer

Der er ingen kommentarer endnu