فیلم بیشتر »»
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.

 

پربیننده ترین پست همین یک ساعت اخیر
ارسال به دوستان
آیا یک خودکار در فضا می‌تواند مثل ماه به دور بدن انسان بچرخد؟ چشم‌انداز زیبای خانۀ ظل‌السلطان (پسر ناصرالدین شاه) در تهران دوران قاجار (عکس) آیا هنوز در هواپیما باید حالت پرواز گوشی را فعال کنیم؟ دلیل اینکه انگشتان ما در آب چروک می‌شوند، چیست؟ کاهش خطر فشار خون بالا با خوردن حبوبات و سویا شاه‌کلید کنترل فشار خون و سلامت قلب را بشناسید اگر زمان بایستد، جهان چه می‌شود؟ فیزیک کابوس‌وار توقف زمان رقابت جهانی برای ساخت بلندترین آسمانخراش جهان در یک قرن گذشته (+ اینفوگرافیک) آموزش زبان انگلیسی به سبک عصر ایران / درس چهل و پنجم چین: توافق پایان جنگ ایران و آمریکا برای تأیید به شورای امنیت ارائه خواهد شد دستور پزشکیان درباره خانوادۀ شهدای جنگ رمضان: به صورت ویژه رسیدگی شود ۲۰ جام در ۱۰ سال؛ مرور کارنامه پپ در منچسترسیتی افزایش وام ساخت مسکن ملی به ۸۵۰ میلیون تومان ترافیک سنگین در آزادراه‌های قزوین پایان آموزش ۵۰ نیروی ویژه «سومالی‌لند» در تل‌آویو