ساخت دقیق‌ترین ساعت جهان با دقت 16 میلیارد ساله!

این ساعت که با استفاده از اتم‌های فوق سرد در شبکه‌ای از پرتوهای لیزری ساخته شده، حدود 1000 برابر دقیق‌تر از ساعتهای اتمی مورد استفاده کنونی برای تعریف زمان است.

محققان ژاپنی موفق به ساخت ساعت‌های شبکه نوری فوق دقیق شده‌اند که هر 16 میلیارد سال تنها یک ثانیه از دست می‌دهد.

به گفته محققان آزمایشگاه مترولوژی کوانتومی مرکز فوتونیک پیشرفته ریکن در ژاپن، ساعتهای با این درجه دقت می‌توانند حوزه‌های جدیدی از علم را با اندازه‌گیری تغییرات کوچک نوسانات در نیروی گرانش ایجاد کنند.

این امر بدان دلیل است که زمان در یک میدان گرانشی قوی بسیار آهسته‌تر از میدان ضعیف حرکت می‌کند؛ انبساط زمان ناشی از گرانش در نظریه نسبیت عام انیشتین پیش‌بینی شده بود.

با قرار دادن این ساعتهای فوق دقیق در اعماق مختلف در سراسر جهان می‌توان تغییرات کوچک در گرانش زمین را اندازه‌گیری کرد.

این کار به زمین‌شناسان در درک برخی فرآیندهای عامل رویدادهایی مانند زمین‌لرزه کمک کرده و حتی پیش‌بینی آن‌ها را امکان‌پذیر خواهد کرد.

به گفته محققان، این ساعت همچنین می‌تواند استاندارد بین‌المللی جدیدی را برای ثانیه ایجاد کند.

در حال حاضر ثانیه‌ها توسط ساعت بین‌المللی اتمی تعریف می‌شوند که از نوسانات الکترون‌های درون یک اتم سزیم در زمان سردسازی آن تا حدود صفر مطلق استفاده می‌کند. این الکترون‌ها در زمان نوسان، ریزموجهایی منتشر می‌کنند که قابل اندازه‌گیری هستند.

دقت بهترین ساعتهای اتمی سزیم به حدی است که هر 100 میلیون سال یکبار حدود یک ثانیه جابجا می‌شوند.

اما محققان ژاپنی با استفاده از اتمهای استرونتیوم که در یک شبکه لیزری به شکل جعبه تخم‌مرغ نگه داشته شده‌اند، دو ساعت شبکه نوری ساختند.

یک اتم در هر پیاله شبکه و درون مخزنی با سرمای منفی 180 درجه سانتیگراد نگه داشته می‌شود. دانشمندان با اندازه‌گیری فرکانس نور جذب شده توسط میلیون‌ها اتم توانستند از آن برای اندازه‌گیری زمان استفاده کنند.

محققان در سالهای اخیر بسیار تلاش کرده‌اند تا دقت این ساعتها را ارتقا بخشند اما تاکنون تولید نمونه‌ای که بتواند از ساعت‌های اتمی کنونی عملکرد بهتری ارائه کند، مشکل بوده است.

اکنون دانشمندان ژاپنی دریافتند که با استفاده از لیزر یک طول موج خاص و سردسازی اتمها می‌توان برای ارتقای دقت این ساعتها استفاده کرد.

آن‌ها دو نمونه از این ساعتها را برای یک دوره زمانی یک ماهه جهت تائید دقت نظریه خود استفاده کردند. به گفته دانشمندان، اگر ساعتهای آن‌ها از زمان آغاز جهان در 13.8 میلیارد سال قبل آغاز بکار کرده بودند، اکنون تنها یک ثانیه از دست داده بودند.

جزئیات این دستاورد در مجله Nature Photonics منتشر شده است.

منبع: ایسنا

کانال عصر ایران در تلگرام