تمكنت مجموعة من الباحثين من بناء الساعة الأكثر دقة في العالم، وهي مهمة استغرقت وقتا طويلا للغاية.
طوّر علماء في المعهد الوطني للمعايير والتكنولوجيا (NIST) ساعة ذرية بصرية تعتمد على أيون ألومنيوم محاصر واحد، قادرة على قياس الوقت بدقة عالية، إذ يتطلب الأمر أكثر من عمر الكون لجعلها تتقدم أو تنقص ثانية واحدة.
يكمن سرّ هذه الساعات البصرية في معيارين: الدقة والاستقرار، ويشير الأخير إلى اتساق القياس مع مرور الوقت.
ولتحقيق هذه الغاية، تطلب الأمر عقدين من التحسينات على الليزر، وفخ الأيونات، وغرفة التفريغ الخاصة بالجهاز.
يعمل النظام باستخدام مطيافية المنطق الكمومي لأيون الألومنيوم-27، مصحوبًا بأيون المغنيسيوم-25.
يُعد الألومنيوم مثاليًا لقياس الوقت، على الرغم من صعوبة التعامل معه باستخدام الليزر. لذلك، يُعد المغنيسيوم رفيقًا مثاليًا: فهو يُبرّد أيون الألومنيوم ويتيح قياسه بشكل غير مباشر.
كان من أهم التطورات إطالة عمر مسبار رابي إلى ثانية واحدة، بفضل نقل الاستقرار بالليزر من مُجمد سيليكوني مُتصل بألياف بصرية بطول 3.6 كيلومتر. وقد مكّن هذا من تقليل عدم الاستقرار بمقدار الثلث مقارنةً بالإصدارات السابقة من الساعة.
بالإضافة إلى ذلك، قام الفريق بإعادة تصميم مصيدة الأيونات للتخلص من الحركات الدقيقة غير المرغوب فيها، وإعادة بناء غرفة التفريغ في التيتانيوم لتقليل وجود الهيدروجين بعامل 150، وفي النهاية تمكنوا من تشغيل الساعة لمدة أيام دون الحاجة إلى إعادة شحن الأيونات.
على وجه التحديد، يُمكّننا هذا المستوى من الدقة من الوصول إلى 19 عُشرًا من الثانية في 36 ساعة فقط. قد يُسهم هذا الإنجاز ليس فقط في إعادة تعريف الثانية، بل أيضًا في استكشاف ظواهر أساسية في الفيزياء والأرض.
from حوحو للمعلوميات https://ift.tt/7F06MGQ
via IFTTT
0 التعليقات: