تعرف على الساعة “النووية”: جهاز يحدد مرور الوقت عبر إشارات دقيقة من نواة الذرة. أعلن فريق من الباحثين بقيادة علماء من معهد جيلا، وهو معهد شريك للمعهد الوطني للمعايير والتكنولوجيا (NIST)، عن الساعة اليوم من خلال نشر النتائج التي توصلوا إليها. طبيعة.
وقال جون يي، عالم الفيزياء في المعهد الوطني للمعايير والتكنولوجيا ومعهد جيلا، في بيان نشرته مجلة National Science: «تخيل ساعة يد لا تخسر ثانية واحدة حتى لو تركتها تعمل لمليارات السنين». معهد. المعايير والتكنولوجيا. “على الرغم من أننا لم نصل إلى هذه المرحلة بعد، إلا أن هذا البحث يقربنا من هذا المستوى من الدقة.”
الساعات الذرية مستقرة للغاية على مدى فترات طويلة من الزمن، مما يعني أنها يمكن الاعتماد عليها لبعض القياسات الأكثر دقة التي يتعين على العلماء إجراؤها. تستخدم الساعات العادية، مثل ساعات اليد، مذبذب كريستال الكوارتز لقياس الوقت؛ وتهتز البلورات بترددات محددة لقياس مرور الوقت، على غرار البندول في الساعات القديمة. ومع ذلك، فإن أعلى مستوى من الدقة مطلوب للقياسات عالية المخاطر مثل التحقق من مواقع المركبات الفضائية.
تستخدم الساعات الذرية ضوء الليزر لجعل الإلكترونات التي تدور حول الذرات تقفز بين مستويات الطاقة، لتحل محل وظيفة البندول المتأرجح في معرفة الوقت. ووفقا للبيان الصادر عن المعهد الوطني للمعايير والتكنولوجيا، فإن الساعات النووية تتصرف بطريقة مماثلة وتستخدم قفزات الطاقة في النواة الذرية لمعرفة الوقت.
كما أن الساعة النووية أقل ضجيجاً من الساعة الذرية لأن عملها لا يعتمد على قياس الإلكترونات التي يمكن أن تتعرض للضغط والتداخل الناتج عن المجالات الكهرومغناطيسية الشاردة. ولكن لجعل النواة تقوم بقفزات الطاقة اللازمة للحفاظ على الوقت، يحتاج العلماء عادة إلى تفجير النواة بنوع من الأشعة السينية المصممة خصيصًا لهذا الغرض. وهذا هو السبب في أن الساعة التي تم تحديدها حديثًا تعمل بالثوريوم، الذي يتطلب قلبه فقط الضوء فوق البنفسجي لإحداث قفزات في الطاقة.
وقال ثورستن شوم، أحد أعضاء الفريق والفيزيائي في جامعة فيينا للتكنولوجيا: “مع هذا النموذج الأولي، أظهرنا أنه يمكن استخدام الثوريوم كمؤشر للوقت لإجراء قياسات عالية الدقة”. جامعة. “كل ما تبقى هو العمل على التطوير التقني دون انتظار أي عقبات كبيرة أخرى.”
الساعة النووية التي تم الإعلان عنها مؤخرًا ليست أكثر دقة من أفضل الساعات الذرية الموجودة اليوم، لكن شوم قال إنه من المتوقع أن يتفوق فريقه على أجهزة قياس الوقت هذه في غضون بضع سنوات. وقال شوم: “لم تكن السيارات الأولى أسرع من عربات القطار”. كان الأمر كله يتعلق بتقديم مفهوم جديد. “وهذا بالضبط ما حققناه مع الساعة النووية.”
وفي يوليو/تموز، قدم فريق بحثي آخر الساعة الذرية الأكثر دقة على الإطلاق. تحتوي هذه الساعة على آلاف الذرات لتحديد الوقت، ولا تفقد سوى ثانية واحدة كل 30 مليار سنة. وعلى نطاق أوسع، عمر الكون لم يبلغ بعد 14 مليار سنة، وعمر الأرض لم يبلغ بعد 5 مليارات سنة.
هذه هي الأوقات المذهلة حقا!