ساخت دقیق‌ترین ساعت اتمی جهان

به گزارش ایسنا به نقل از اسپیس، جمعی از فیزیکدانان یکی از برترین ساعت های اتمی دارای بالاترین عملکرد را که تاکنون ساخته شده است، ساخته اند.

گفته می شود که این ابزار، زمان را آن قدر دقیق اندازه گیری می کند که هر ۳۰۰ میلیارد سال فقط یک ثانیه از دست می دهد و امکان اندازه‌گیری دقیق تر امواج گرانشی، ماده تاریک (Dark matter) و دیگر پدیده های فیزیک را فراهم می کند.

"شیمون کلکوویتز" استاد فیزیک دانشگاه" ویسکانسین- مدیسون" و نویسنده ارشد این مطالعه گفت: ساعت های شبکه نوری در حال حاضر بهترین ساعت های جهان هستند و در این جا ما به سطحی از عملکرد دست یافته ایم که قبلاً هیچ کس نتوانسته است. ما در حال کار برای بهبود عملکرد آن و توسعه برنامه های کاربردی نوظهور هستیم که با این عملکرد بهبودیافته ممکن می شوند.

به طور کلی، ساعت های اتمی ساعت هایی هستند که تشدید فرکانس های اتمی، معمولاً اتم های سزیم یا روبیدیم را دنبال می کنند. این فرآیند به چنین ساعت هایی اجازه می دهد تا زمان را با دقت بالایی اندازه گیری کنند.

ساعت های اتمی با ردیابی سطوح انرژی الکترون ها کار می کنند. محققان می گویند: زمانی که یک الکترون سطوح انرژی را تغییر می دهد، نور را با فرکانسی که برای همه اتم های یک عنصر خاص یکسان است، جذب یا ساطع می کند. ساعت های اتمی نوری با استفاده از لیزری که دقیقاً مطابق با این فرکانس تنظیم شده است، زمان را محاسبه می کنند و برای نگه داشتن زمان دقیق به پیچیده ترین لیزرهای جهان نیاز دارند.

این مطالعه جدید یک ساعت چندگانه ایجاد کرد که اتم های استرانسیوم را در یک محفظه خلاء جدا و به خط می کرد. این تیم از یک لیزر ویژه استفاده کرد که همان طور که "کولکوویتز" می گوید، توانسته است به رکورد جهانی در اندازه گیری زمان برسد.

این گروه تلاش کرد تا تفاوت های بین ساعت ها را دقیقاً اندازه گیری کند، زیرا دو گروه از اتم ها در محیط های کمی متفاوت به دلیل تغییر در میدان های مغناطیسی یا گرانش با سرعت های متفاوتی حرکت می کنند. محققان این آزمایش را بیش از ۱۰۰۰ بار برای اندازه گیری این تفاوت انجام دادند و در طول زمان به دقت بیشتری در اندازه گیری رسیدند.

در نهایت، محققان به یک ساعت اتمی رسیدند که تنها یک ثانیه در هر ۳۰۰ میلیارد سال از دست می دهد.

"کولکوویتز" می گوید: نکته شگفت انگیز این است که ما عملکردی مشابه با ساعت های مشابه نشان دادیم، در حالی که از لیزری با قدر کمتر استفاده کردیم و این واقعاً برای بسياري از برنامه های کاربردی در دنیای واقعی بسیار مهم است.

این مطالعه در مجله Nature منتشر شده است.