دقیق ترین ساعت اتمی جهان ساخته شد
به گزارش بی دانلود، ایالات متحده دقیق ترین ساعت اتمی جهان را برای تقویت علوم فضایی ساخته است. ساعتهای اتمی مبتنی بر نور در مقایسه با ساعتهای مبتنی بر امواج مایکرو به صورت بالقوه می توانند هر ۳۰ میلیارد سال یک ثانیه را از دست بدهند و خطای بسیار کمی دارند.
به گزارش بی دانلود به نقل از ایسنا، محققان یک موسسه تحقیقاتی در ایالات متحده معروف به JILA یک ساعت اتمی مبتنی بر نور ساخته اند که آن قدر دقیق است که می تواند کوچکترین اثرات را همانطور که توسط نظریه نسبیت عام اینشتین پیشبینی شده است، اندازه گیری نماید.
در بیانیه مطبوعاتی این موسسه آمده است که این ساعت به تعریف دقیق تری از ثانیه منجر می شود و حتی می تواند به کشف ذخایر معدنی جدید زیرزمینی کمک نماید.
ساعتهای اتمی معمولا از امواج مایکرو برای تعیین طول یک ثانیه استفاده می نمایند. با این وجود، تحقیقات نشان داده است که روشن کردن اتم ها با نور مرئی می تواند به شمارش دقیق تر ثانیه ها کمک نماید، چونکه امواج نور فرکانس بالاتری دارند.
ساعتهای اتمی مبتنی بر نور یا اصطلاحا اپتیکال در مقایسه با ساعتهای مبتنی بر امواج مایکرو به صورت بالقوه می توانند هر ۳۰ میلیارد سال یک ثانیه از دست دهند. با این وجود برای رسیدن به این دقت، این ساعت ها باید آنچنان دقتی داشته باشند که بتوانند کسرهای بسیار کوچکی از ثانیه را اندازه گیری کنند.
بهبود دقت ساعت اتمی
محققان موسسه JILA به جای استفاده از پرتویی از نور مرئی، از یک شبکه نور که بعنوان شبکه نوری(optical lattice) هم شناخته می شود، برای اندازه گیری ده ها هزار اتم به صورت همزمان استفاده کردند. این کار به ساعت اتمی داده های بیشتری داد تا به اندازه گیری دقیقی از ثانیه برسد.
باآنکه رویکرد «شبکه نوری» قبلاً مورد استفاده قرار گرفته است، اما محققان JILA از رویکرد نسبتا ملایم تری برای اندازه گیری خود استفاده کردند.
در بیانیه مطبوعاتی آنان آمده است که این کار به کاهش دو منبع خطا کمک کرد. اول خود لیزر که اتم ها را اندازه گیری می کند و دوم اثر برخورد اتم ها به یکدیگر وقتی محکم در کنار هم قرار می گیرند.
اندازه گیری اثرات نسبیت و فراتر از آن
برپایه نظریه نسبیت عام آلبرت اینشتین، گرانش بر زمان تاثیر می گذارد. یک میدان گرانشی قوی تر منجر به گذر کندتر زمان می شود.
ساعت اتمی طراحی شده توسط محققان JILA به اندازه کافی حساس است تا اثر گرانش را بر زمان سنجی در مقیاس زیر میلی متری تشخیص دهد.
محققان تغییرات ظریفی را در جریان زمان به علت گرانش مشاهده نمودند، یعنی زمانیکه ساعت حتی در فواصل کوچک بالا یا پایین می رفت.
جون یه، فیزیکدان موسسه JILA و NIST می گوید: این ساعت درحال جابجایی مرزهای آن چه است که با زمان سنجی امکان پذیر است. با این وجود، دستاوردهای طراحی این ساعت فراتر از این اندازه گیری ها و قدم گذاشتن در قلمرو کوانتومی است.
کامپیوتر های کوانتومی خواص اتم ها و مولکول ها را برای انجام محاسبات پیچیده دستکاری می کنند. از آنجاییکه ساعت اتمی JILA می تواند اندازه گیری های دقیقی انجام دهد، محققان قصد دارند از آن در قلمرو میکروسکوپی، جایی که نظریه های نسبیت عام و مکانیک کوانتومی تلاقی می کنند، برای اندازه گیری اعوجاج های جریان زمان در مقیاس های تحریف شده توسط گرانش استفاده نمایند.
در عین حال، دقت این ساعت می تواند به دانشمندان کمک نماید تا زمان دقیق را در فواصل بسیار بزرگ در فضا اندازه بگیرند. جون یه در بیانیه مطبوعاتی خود اضافه کرد: اگر بخواهیم یک فضاپیما را با دقت دقیق بر روی مریخ فرود بیاوریم، به ساعت هایی دقیق تر از آن چه امروز داریم، نیاز داریم.
او در آخر اظهار داشت: ما درحال کاوش در مرزهای علم اندازه گیری هستیم. زمانیکه شما بتوانید چیزها را با این سطح از دقت اندازه گیری کنید، آغاز به مشاهده پدیده هایی می کنید که ما تابحال فقط می توانستیم در مورد آنها نظریه پردازی نماییم.
گفنتی است که موسسه JILA یک موسسه مشترک بین موسسه ملی استاندارد و فناوری(NIST) آمریکا و دانشگاه کلرادو بولدر است.
یافته های این پژوهش هم در مجله Physical Review Letters منتشر خواهد شد.
منبع: beedownload.ir
این مطلب را می پسندید؟
(0)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب