کد خبر ۱۰۷۷۳۵۲
تاریخ انتشار: ۱۲:۰۴ - ۲۵-۰۴-۱۴۰۴
کد ۱۰۷۷۳۵۲
انتشار: ۱۲:۰۴ - ۲۵-۰۴-۱۴۰۴

دقیق‌ترین ساعت جهان ساخته شد / بازتعریف مفهوم ثانیه

دقیق‌ترین ساعت جهان ساخته شد / بازتعریف مفهوم ثانیه
محققان آمریکایی دقیق‌ترین ساعت اتمی جهان را ساختند. این دستگاه که برپایه یک یون آلومینیوم کار می‌کند، می‌تواند زمان را با دقت ۱۹ رقم اعشار اندازه‌گیری کند. این دستاورد که حاصل ۲۰ سال تحقیق است، تعریف جهانی «ثانیه» را نیز تغییر می‌دهد.

 دانشمندان مؤسسه ملی استاندارد و فناوری آمریکا (NIST) از یک رکوردشکنی بزرگ در زمینه زمان‌سنجی خبر دادند. ساعت اتمی نوری جدید آنها ۴۱ درصد دقیق‌تر از رکورددار قبلی (ساعت شبکه استرانسیوم) است. همچنین این دستگاه ۲.۶ برابر پایدارتر از هر ساعت یونی دیگری در جهان کار می‌کند.

به گزارش دیجیاتو، در قلب این ساعت یک یون آلومینیوم قرار دارد. به گفته محققان یون آلومینیوم به دلیل داشتن «تیک‌تاک»هایی با فرکانس بسیار بالا و پایدار و همچنین حساسیت کم به تغییرات دما و میدان‌های مغناطیسی، یک زمان‌سنج ایده‌آل است. اما یک مسئله بزرگ وجود داشت: یون آلومینیوم را نمی‌توان با لیزر خنک کرد یا مورد کاوش قرار داد.

دقیق‌ترین ساعت جهان ساخته شد / بازتعریف مفهوم ثانیه

راه‌حل 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 راحتی با لیزر کنترل می‌شود، دو وظیفه مهم را برعهده می‌گیرد؛

یون آلومینیوم را خنک می‌کند و حرکات ناخواسته آن را به حداقل می‌رساند. با حرکت هماهنگ با یون آلومینیوم، وضعیت ساعت را برای دانشمندان قابل خواندن می‌کند.

تله یونی اصلاح‌شده برای ساعت یونی آلومینیومی NIST؛ دایره سبز موقعیت یون آلومینیوم را نشان می‌دهد که در اینجا چندان مشخص نیست و باید از طریق طیف‌سنجی کوانتومی ردیابی شود.

برای رسیدن به این دقت بی‌سابقه، تیم تحقیقاتی مجبور به بازطراحی کامل تمام اجزای سیستم شدند؛ آنها با استفاده از یک ویفر الماس ضخیم‌تر و اصلاح پوشش‌های طلا، تله یونی را بازطراحی کردند تا از حرکات ریز و مزاحم یون‌ها که دقت ساعت را مختل می‌کرد، جلوگیری کنند. همچنین برای جلوگیری از نشت گاز هیدروژن (که با برخورد به یون‌ها، عملکرد ساعت را مختل می‌کرد) محفظه خلاء فولادی قدیمی با یک محفظه جدید از جنس تیتانیوم جایگزین شد. این کار نشت هیدروژن را ۱۵۰ برابر کاهش داد.

درحال‌حاضر، تعریف رسمی و جهانی یک «ثانیه» براساس تعداد مشخصی از نوسانات (یا تیک‌تاک) اتم سزیم-۱۳۳ است. این استاندارد از سال ۱۹۶۷ برقرار بوده و بسیار دقیق است. بااین‌حال ساعت‌ جدید یون آلومینیوم از نوسانات اتم‌هایی استفاده می‌کند که تیک‌تاک بسیار سریع‌تر و پایدارتری نسبت به سزیم دارند. این نوسانات در محدوده فرکانس نوری (بسیار بالاتر از فرکانس مایکروویو سزیم) هستند. به‌عبارت دیگر، جامعه علمی جهان اکنون می‌توانند تعریف رسمی «یک ثانیه» را از تعداد نوسانات اتم سزیم، به تعداد نوسانات یک اتم جدید و پایدارتر (مانند آلومینیوم) تغییر دهد.

 

ارسال به دوستان
کدام کشورها بیشترین اوقات فراغت را دارند؟ (+اینفوگرافیک) ۲ فوتی با گاز مونوکسیدکربن در خمینی‌شهر اصفهان انتقاد ایران از رویکرد دوگانه گروسی در محکوم کردن حمله به تاسیسات هسته ای نجات دختر نوجوان از خودکشی در آذربایجان شرقی سفر کمیته امنیتی مشترک ایران و عراق به اربیل و سلیمانیه وزیر جنگ ترامپ: ایران در حال ساخت سپر موشکی بود که جهان مشابه آن را ندیده است وزیر خارجه لتونی: روسیه همه اصول امنیت اروپا را نقض کرده است اعتبار خرید سبد غذایی رایگان برای کودکان مبتلا به سوءتغذیه شارژ شد ۵ نشانه از اینکه انسان هنوز در حال تکامل است فرمانده نیروی زمینی ارتش: به هر سطح از تهدید، پاسخ فوری، محکم و پرقدرت می‌دهیم سازمان ملل: جنگ روسیه و اوکراین با افزایش تلفات غیرنظامیان خطرناک‌تر می‌شود ادعای مقامات فرانسه: یک گروه هکری ایرانی به چندین فروشگاه‌ در سطح اروپا حمله سایبری انجام داده هشدار هسته‌ای روسیه به اروپا تکذیب آسیب‌دیدگی دانش‌آموزان در مدرسه چمران ارومیه خواننده آمریکایی با ترانه‌ای درباره ایران به جشنواره بین‌المللی خشت سوم در بوشهر پیوست