کد مطلب: ۸۶۳۹۲۵

|

|

نگارمگ اخبار اخبار علمی آموزشی

۲۵ تير ۱۴۰۴ - ۱۲:۵۹

با دقت ۱۹ رقم اعشار| ساخت دقیق‌ترین ساعت اتمی دنیا توسط فیزیکدانان

با دقت ۱۹ رقم اعشار| ساخت دقیق‌ترین ساعت اتمی دنیا توسط فیزیکدانان

PRL: ساعتی ساخته شده است که زمان را با دقت ۱۹ رقم اعشار ثبت می‌کند

به گزارش مجله خبری نگار، دانشمندان موسسه ملی استاندارد و فناوری ایالات متحده (NIST) دقیق‌ترین ساعت اتمی جهان را توسعه داده‌اند. این دستگاه که با یون آلومینیوم کار می‌کند، می‌تواند زمان را با دقت ۱۹ رقم اعشار اندازه‌گیری کند. نتایج این مطالعه در مجله Physical Review Letters (PRL) منتشر شده است.

ساعت‌های نوری مدرن با دو شاخص اصلی ارزیابی می‌شوند: دقت - نزدیکی به زمان مرجع، و پایداری - اینکه شمارش معکوس چقدر روان پیش می‌رود. این پیشرفت جدید نه تنها ۴۱٪ دقیق‌تر از ساعت‌های یونی قبلی است، بلکه ۲.۶ برابر پایدارتر نیز می‌باشد. این نتایج در طول ۲۰ سال بهبود و تکمیل تمام اجزا - از لیزر‌ها گرفته تا محفظه خلاء - به دست آمده است.

عنصر اصلی ساعت جدید، یون آلومینیوم است که فرکانس تیک تاک فوق‌العاده پایداری دارد.

دیوید هیوم، فیزیکدان و یکی از رهبران این پروژه، توضیح داد: «آلومینیوم حتی از سزیم سنتی که استاندارد بین‌المللی زمان فعلی بر اساس آن بنا شده است، بهتر عمل می‌کند: آلومینیوم واکنش کمتری به عوامل خارجی مانند دما و میدان‌های مغناطیسی نشان می‌دهد.»

استفاده از آلومینیوم دشوار بود - خنک کردن و "به کار انداختن" آن با لیزر دشوار است؛ بنابراین محققان یون دوم - منیزیم - را اضافه کردند. کنترل آن آسان‌تر است و به آلومینیوم "کمک" می‌کند: آن را خنک می‌کند و داده‌هایی در مورد وضعیت آن منتقل می‌کند. چنین سیستمی طیف‌سنجی منطق کوانتومی نامیده می‌شود.

ویلا آرتور-دورشاک، دانشجوی کارشناسی ارشد، توضیح می‌دهد: «منیزیم و آلومینیوم با هم حرکت می‌کنند و با منیزیم می‌توانیم رفتار آلومینیوم را بخوانیم - اینگونه است که «دسته» یونی ما کار می‌کند.»

برای دستیابی به چنین دقتی، دانشمندان مجبور بودند تعدادی از موانع فیزیکی را از بین ببرند. به عنوان مثال، یون‌ها به دلیل عدم تعادل الکتریکی میکروسکوپی، کمی در داخل تله حرکت می‌کردند که باعث کاهش دقت می‌شد. این مشکل با طراحی مجدد پوشش الکترود و تقویت پایه سازه با یک صفحه الماس حل شد.

مانع غیرمنتظره دیگر، هیدروژن آزاد شده از دیواره‌های فولادی محفظه خلاء بود. این هیدروژن با یون‌ها برخورد می‌کرد و در عملکرد پایدار ساعت اختلال ایجاد می‌کرد. دانشمندان فولاد را با تیتانیوم جایگزین کردند که سطح هیدروژن را ۱۵۰ برابر کاهش داد. اکنون می‌توان از این تله برای چندین روز متوالی استفاده کرد، در حالی که قبلاً باید هر نیم ساعت یکبار تنظیم مجدد می‌شد.

میسون مارشال، فیزیکدان NIST و نویسنده‌ی اصلی مقاله، می‌گوید: «ساختن ساعتی مانند این فوق‌العاده هیجان‌انگیز است. ما در حال کار بر روی لبه‌ی تیز فیزیک بنیادی هستیم.»

لینک کپی شد

اشتراک‌ گذاری

۰ پسندیدم

گزارش خطا

برچسب ها: ساعت علم و فناوری

ارسال نظرات

انتشار یافته: ۰ |

در انتظار بررسی: ۰ |

غیر قابل انتشار: ۰

قوانین ارسال نظر