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.

 

ارسال به دوستان
کشف تازه تلسکوپ جیمز وب: سیاره‌ای دوردست با صبح‌های ابری و شب‌های صاف انتخابات ۲۰۲۸ آمریکا/ ونس و روبیو باید مراقب این زن باشند پایان جنگ برای ترامپ چگونه است؟ بررسی فواید و مضرات جایگزین اصلی گوشت قرمز؛ بالاخره سویا بخوریم یا نه؟ اروپایی‌ها در کنار جمجمۀ مردگان در «برج خاموشان» شهر ری؛ 130 سال قبل (عکس) شاه‌کلید پیشگیری از اوتیسم را در این گروه غذایی بیابید باکتری در نقش دارو؛ ساخت ایمپلنت زنده که به‌طور خودکار عفونت را درمان می‌کند چگونه یک عادت به ظاهر بد باعث پاکسازی مغز می‌شود؟ سال ۱۳۳۴؛ قیمت انواع فرش ایرانی در بازار آلمان اعلام شد (عکس) آموزش زبان انگلیسی به سبک عصر ایران / درس چهل و چهارم خبر خوش برای کارگران پاره‌ وقت پست جدید ترامپ درباره جنگ با ایران دانشمندان مواد شیمیایی سرطان‌زا را شناسایی کردند وداع اشک‌بار محمد صلاح با هواداران لیورپول آکسیوس: تصمیم ترامپ درباره پیمان ابراهیم پس از توافق احتمالی با ایران