فیزیکدانان نخستین ساعتهای هستهای جهان را ساختند
پژوهشگران اروپایی و چینی برای نخستین بار موفق شدند ساعتهایی عملیاتی بسازند که به جای الکترونها، از هسته اتم برای اندازهگیری زمان استفاده میکنند.
همشهری آنلاین: پژوهشگران اروپایی و چینی برای نخستین بار موفق شدند ساعتهایی عملیاتی بسازند که به جای الکترونها، از هسته اتم برای اندازهگیری زمان استفاده میکنند.
ساعتهای اتمی امروز دقیقترین ابزارهای زمانسنجی جهان هستند و آنقدر دقت دارند که طی میلیاردها سال حتی یک ثانیه خطا نمیکنند. با این حال، دانشمندان سالهاست به دنبال فناوری پیشرفتهتری هستند که بتواند از محدودیتهای ساعتهای اتمی نیز فراتر برود. اکنون دو گروه مستقل از پژوهشگران در اروپا و چین اعلام کردهاند که موفق به ساخت نخستین ساعتهای هستهای عملیاتی جهان شدهاند؛ دستاوردی که چند دهه در انتظار تحقق آن بودند.
به گزارش ساینسآلرت، ساعتهای اتمی متداول زمان را با ردیابی تغییرات انرژی الکترونهای اتم اندازهگیری میکنند. اما در ساعتهای هستهای، مبنای زمانسنجی تغییرات انرژی درون هسته اتم است. از آنجا که هسته در مرکز اتم قرار دارد و کمتر تحت تأثیر عوامل محیطی قرار میگیرد، دانشمندان معتقدند این فناوری میتواند در آینده دقتی حتی بالاتر از بهترین ساعتهای اتمی امروزی ارائه دهد.
برای تحقق این هدف، هر دو تیم پژوهشی از ایزوتوپ توریم-۲۲۹ استفاده کردند؛ مادهای که به دلیل ویژگیهای منحصربهفردش سالهاست گزینه اصلی برای توسعه ساعتهای هستهای به شمار میرود. پژوهشگران هستههای این عنصر را درون بلورهای فلورید کلسیم قرار دادند و با استفاده از لیزرهای فرابنفش ویژه، تغییرات انرژی آنها را ردیابی کردند.
تیم اروپایی موفق شد یک ساعت هستهای مستقل و کامل بسازد که میتواند فرکانس لیزر را به طور پیوسته تنظیم و پایدار کند. این پژوهشگران عملکرد دستگاه خود را با یکی از دقیقترین ساعتهای اتمی موجود مقایسه کردند و پایداری آن را در طول زمان به نمایش گذاشتند. آنها همچنین از این سامانه برای جستجوی نشانههایی از ماده تاریک استفاده کردند.
در سوی دیگر، تیم چینی تمرکز خود را بر قابلیت تکرارپذیری فناوری گذاشت. آنها دو ساعت هستهای را با استفاده از دو بلور مستقل ساختند و نشان دادند هر دو تقریباً با فرکانس یکسانی کار میکنند. این نتیجه اهمیت زیادی دارد، زیرا نشان میدهد ساعتهای هستهای میتوانند در آینده به استانداردهایی قابل بازتولید تبدیل شوند و صرفاً نمونههای آزمایشگاهی نباشند.
اگرچه این ساعتها هنوز از بهترین ساعتهای اتمی جهان دقیقتر نیستند، اما پژوهشگران میگویند مهمترین دستاورد این است که ساعت هستهای دیگر یک ایده نظری نیست و در عمل کار میکند. بسیاری از دانشمندان معتقدند با ادامه پیشرفتها، این فناوری میتواند طی سالهای آینده از ساعتهای اتمی نیز پیشی بگیرد و علاوه بر زمانسنجی فوقدقیق، به ابزاری برای مطالعه ماده تاریک و آزمودن قوانین بنیادی فیزیک تبدیل شود.
ارسال نظر