جدید ترین عناوین خبری امروز
کیهان‌شناس

توجه: کلمه عبور به آدرس ایمیل شما ارسال خواهد شد.

آیا این ساعت جدید می‌تواند تعریف جدیدی از یک ثانیه ارائه دهد؟

آیا این ساعت جدید می‌تواند تعریف جدیدی از یک ثانیه ارائه دهد؟

برای مدت نیم قرن، طول یک ثانیه (بدون در نظر گرفتن اثرات نسبیتی) به وسیله‌ی نوسان یک پاندول اندازه‌گیری می‌شد. نسل‌های گذشته‌ی این پاندول، از ساعت‌های قدیمی آویزان بود. امروزه نیز سازوکار ساعت‌های اتمی بر همین اساس است؛ تنها تفاوت در نوع پاندول است. این جعبه‌های دیجیتال نوسان (جلو و عقب رفتن) اتم سزیم را ثبت می‌کنند.
با این حال تیمی از محققان با انتشار مقاله‌ای در مجله اپتیکا اعلام کرده‌اند که ساعتی جدید بر اساس نوسانات اتم استرانسیوم طراحی کرده‌اند. این ساعت سریع‌تر از ساعت سزیمی نوسان می‌کند و دقت بی‌نظیری در اندازه‌گیری زمان دارد، به طوری که روزانه تنها در حدود ۰.۰۰۸ نانو ثانیه خطا دارد.

اگر چه افزایش دقت اندازه‌گیری برای هرکسی قابل توجه نخواهد بود و در زندگی روزمره‌ی انسان‌ها تاثیر خاصی نخواهد داشت اما دقت سیستم‌های ناوبری و تعیین موقعیت را تغییر محسوسی خواهد داد، به طوری که دقت سیستم GPS از یک متر به یک سانتی‌متر خواهد رسید.

تیک‌تاک. اعتبار تصویر: Brian A Jackson/Shutterstock
تیک‌تاک. اعتبار تصویر: Brian A Jackson/Shutterstock

ریستین گربینگ محقق ارشد مطالعات پیرامون این موضوع بیان می‌دارد: «ما می‌خواهیم با ساخت ساعت‌هایی هرچه کاراتر و دقیق‌تر به یک معیار بسیار دقیق و با خطای کم برای زمان در سراسر جهان برسیم. این مطالعات می‌تواند اولین قدم برای ارائه‌ی یک معیار جهانی برای زمان باشد.»

همان‌طور که بیان شد ساعت‌های اتمی قدیمی با تکیه بر عنصر سزیم ساخته شده‌اند. وقتی این اتم‌ها در معرض امواج ماکروویو یا هر موج دیگری قرار می‌گیرند، الکترون‌هایشان برانگیخته شده و به ترازهای بالاتر می‌روند و موقع بازگشت به تراز قبلی از خود تابش ساطع می‌کنند.
این حرکت رفت و برگشتی الکترون‌ها همان کار نوسان پاندول در ساعت‌های قدیمی را انجام می‌دهد. این رفتار دوره‌ای و تکرارشونده همواره انجام می‌شود و می‌توان طول یک ثانیه را بر اساس تعدادی از همین نوسانات بیان کرد.

یک نظریه‌ی بحث‌برانگیز ادعا می‌کند: گذشته، حال و آینده همزمان وجود دارند!

درواقع از سال ۱۹۶۷ میلادی تاکنون هر ثانیه با اندازه‌گیری ۹,۱۹۲,۶۳۱,۷۷۰ نوسان الکترونی تعریف شده است.
یکی از دقیق‌ترین و کم‌خطاترین ساعت‌های اتمی جهان در آمریکا وجود دارد که خطای آن چیزی در حدود ۰.۰۳ نانو ثانیه در روز می‌باشد؛ یعنی این ساعت باید در حدود ۱۰۰ میلیون سال کار کند تا یک ثانیه عقب بماند!

با این حال ساعت اتمی سزیمی حدود ۳.۸ برابر ساعت اتمی جدید که بر مبنای اتم استرانسیوم ساخته شده خطا دارد. از آن جا که حرکت رفت و برگشتی الکترون‌های برانگیخته در اتم استرانسیوم ۴۲۹,۰۰۰,۰۰۰,۰۰۰,۰۰۰ بار است که ۴۷ برابر بیشتر از اتم سزیم می‌باشد. هر قدر تعداد این نوسانات بیشتر باشد دقت ساعت ما نیز بیشتر خواهد شد. درواقع اگر این ساعت جدید از آغاز آفرینش تا کنون کار می‌کرد (از ۱۳.۸ میلیارد سال قبل) تا به امروز فقط صد ثانیه عقب افتاده بود!

یک تراشه‌ی کوچک از ساعت اتمی. آیا این ساعت جدید می‌تواند تعریف جدیدی از یک ثانیه ارائه دهد؟ اعتبار تصویر: Svdmolen/WikimediaCommons
یک تراشه‌ی کوچک از ساعت اتمی. آیا این ساعت جدید می‌تواند تعریف جدیدی از یک ثانیه ارائه دهد؟ اعتبار تصویر: Svdmolen/WikimediaCommons

این ساعت با استفاده از بخشی از تابش‌های الکترومغناطیس که طول موج کوتاه، فرکانس بالا و انرژی زیادی دارند کار می‌کند و به آن ساعت نوری می‌گویند. این نوع ساعت‌ها جدید نیستند، اما با توجه به پیچیدگی و حساسیتشان نیاز به مراقبت و هزینه زیادی برای نگهداری دارند و تیم تحقیقاتی برای فارغ شدن از این حساسیت‌ها و پیچیدگی‌ها از تکنیک جدیدی متشکل از لیزر ماکروویو و طیف گسسته‌ای از طول موج‌ها بهره برده است.
حال باید زمان بگذرد تا ببینیم آیا این تکنیک جدید برای کم کردن خطای ساعت ها کارساز است و می‌تواند آیا این ساعت جدید می‌تواند تعریف جدیدی از یک ثانیه ارائه دهد یا خیر.

منبع: sciencealert

دسته ها:
برچسب ها:
ورود به سایت دیدگاه ها 0
avatar
  Subscribe  
Notify of

رصد و اکتشافات فضایی

نگرانی ستاره‌شناسان از صورت‌ فلکی وسیع اسپیس‌ایکس
نگرانی ستاره‌شناسان از صورت‌ فلکی وسیع اسپیس‌ایکس
48
بالاخره فهمیدیم کهکشان راه شیری چه زمانی با کهکشان آندرومدا برخورد خواهد کرد؟
کهکشان راه شیری چه زمانی با کهکشان آندرومدا برخورد خواهد کرد؟
47
چرا نمی‌توانیم سیاه‌چاله را ببینیم؟
چرا نمی‌توانیم سیاه‌چاله را ببینیم ؟
45
شایعه‌ی ساختگی بودن سفر به ماه
شایعه‌ی ساختگی بودن سفر به ماه
112
تلسکوپ TESS اولین جهان بیگانه هم‌اندازه با زمین را شناسایی کرد
66

ذرات بنیادی

ذرات بنیادی چه چیزهایی هستند؟
ذرات بنیادی چه چیزهایی هستند؟
34
فیزیکدانان با به دام انداختن ۱۰ جفت فوتون، رکورد جدیدی را ثبت کردند
فیزیکدانان با به دام انداختن ۱۰ جفت فوتون، رکورد جدیدی را ثبت کردند
73
آیا نیروی پنجم جدیدی در طبیعت یافت شده است؟
آیا نیروی پنجم جدیدی در طبیعت یافت شده است؟
2
نگاهی به آزمایشات فیزیک پیرامون یافتن ذره‌ی روح
نگاهی به آزمایشات فیزیک پیرامون یافتن ذره‌ی روح
109
هر زمانی که شما چیزی را می‌بینید، لمس می‌کنید و یا می‌بویید، در حال تجربه‌ی جهان کوانتومی هستید
هر زمانی که شما چیزی را می‌بینید، لمس می‌کنید و یا می‌بویید، در حال تجربه‌ی جهان کوانتومی هستید
115