ساخت دقیق ترین ساعت جهان
ابزار اپل: پژوهشگران آمریکایی دقیق ترین ساعت اتمی جهان را ساختند. این دستگاه که برپایه یک یون آلومینیوم کار می کند، می تواند زمان را با دقت 19 رقم اعشار اندازه گیری نماید. این موفقیت که حاصل 20 سال مطالعه است، تعریف جهانی «ثانیه» را نیز تغییر می دهد.
به گزارش ابزار اپل به نقل از خبر آنلاین، دانشمندان مؤسسه ملی استاندارد و فناوری آمریکا (NIST) از یک رکوردشکنی بزرگ در حوزه زمان سنجی خبر دادند. ساعت اتمی نوری جدید آنها ۴۱ درصد دقیق تر از رکورددار قبلی (ساعت شبکه استرانسیوم) است. همین طور این دستگاه ۲.۶ برابر پایدارتر از هر ساعت یونی دیگری در جهان کار می کند.
به نقل از دیجیاتو، در قلب این ساعت یک یون آلومینیوم قرار دارد. بگفته پژوهشگران یون آلومینیوم به علت داشتن «تیک تاک»هایی با فرکانس بسیار بالا و پایدار و همین طور حساسیت کم به تغییرات دما و میدان های مغناطیسی، یک زمان سنج ایده آل است. اما یک مسئله بزرگ وجود داشت: یون آلومینیوم را نمی توان با لیزر خنک کرد یا مورد کاوش قرار داد.
راهکار خلاقانه تیم NIST، استفاده از یک «سیستم رفاقتی» کوانتومی بود. آنها یک یون منیزیم را در کنار یون آلومینیوم قرار دادند. یون منیزیم که به آسانی با لیزر کنترل می شود، دو وظیفه مهم را برعهده می گیرد؛
یون آلومینیوم را خنک می کند و حرکات ناخواسته آنرا به حداقل می رساند. با حرکت هماهنگ با یون آلومینیوم، وضعیت ساعت را برای دانشمندان قابل خواندن می کند.
تله یونی اصلاح شده برای ساعت یونی آلومینیومی NIST؛ دایره سبز موقعیت یون آلومینیوم را نشان داده است که در اینجا چندان معلوم نیست و باید بوسیله طیف سنجی کوانتومی ردیابی شود.
برای رسیدن به این دقت بی سابقه، تیم تحقیقاتی ملزم به بازطراحی کامل تمام اجزای سیستم شدند؛ آنها با استفاده از یک ویفر الماس ضخیم تر و اصلاح پوشش های طلا، تله یونی را بازطراحی کردند تا از حرکات ریز و مزاحم یون ها که دقت ساعت را مختل می کرد، جلوگیری نمایند. همین طور برای پیشگیری از نشت گاز هیدروژن (که با برخورد به یون ها، عملکرد ساعت را مختل می کرد) محفظه خلاء فولادی قدیمی با یک محفظه جدید از جنس تیتانیوم جایگزین شد. این کار نشت هیدروژن را ۱۵۰ برابر کم کرد.
در حال حاضر، تعریف رسمی و جهانی یک «ثانیه» بر طبق تعداد مشخصی از نوسانات (یا تیک تاک) اتم سزیم-۱۳۳ است. این استاندارد از سال ۱۹۶۷ برقرار بوده و بسیار دقیق است. بااین حال ساعت جدید یون آلومینیوم از نوسانات اتم هایی استفاده می نماید که تیک تاک بسیار سریع تر و پایدارتری نسبت به سزیم دارند. این نوسانات در محدوده فرکانس نوری (بسیار بالاتر از فرکانس مایکروویو سزیم) هستند. به بیانی دیگر، جامعه علمی جهان حال می توانند تعریف رسمی «یک ثانیه» را از تعداد نوسانات اتم سزیم، به تعداد نوسانات یک اتم جدید و پایدارتر (مانند آلومینیوم) تغییر دهد.
این مطلب را می پسندید؟
(1)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب