دقیق ترین ساعت اتمی جهان هر چند سال یک ثانیه عقب می افتد؟

شیمون کلکوویتز، استاد فیزیک در دانشگاه ویسکانسین-مدیسون و نویسنده اصلی، می‌گوید: «ساعت‌های اپتوالکتریک اکنون بهترین ساعت‌های جهان هستند و به سطحی از عملکرد رسیده‌اند که هیچ‌کس نمی‌توانست به آن دست یابد». خارج از مطالعه ما در حال تلاش برای بهبود عملکرد آن و توسعه برنامه های کاربردی نوظهور هستیم که با این بهبود امکان پذیر شده است.

به طور کلی، ساعت‌های اتمی ساعت‌هایی هستند که از شدت فرکانس اتم‌ها پیروی می‌کنند، عمدتاً اتم‌های سزیم یا روبیدیم. این فرآیند به چنین ساعت هایی اجازه می دهد تا زمان را با دقت بسیار بالایی اندازه گیری کنند.

اتم ها ساعت هایی را برای ردیابی انرژی الکترون ها کار می کنند. محققان می گویند زمانی که الکترون سطح انرژی خود را تغییر می دهد، نور را با همان فرکانس همه اتم های یک عنصر خاص جذب یا ساطع می کند. ساعت‌های اتمی از لیزرهایی استفاده می‌کنند که فرکانس دقیقی برای محاسبه زمان دارند و لیزرهای تقویت‌شده توسط منظومه‌های خورشیدی نیاز به حفاظت زمان به زمان دقیق دارند.

این مطالعه جدید چندین اتم استرانسیم ساعتی را در یک محفظه خلاء ایجاد کرد. این تیم از لیزر ویژه ای استفاده کردند که همانطور که کولکوویتز می گوید رکورد جهانی اندازه گیری زمان را به ثبت رساند.

این تیم سعی کرد تفاوت بین ساعت ها را به دقت اندازه گیری کند، زیرا دو گروه اتم در محیط های مختلف به دلیل تغییر در میدان های مغناطیسی یا گرانشی اندکی حرکت می کنند. محققان این آزمایش را بیش از 1000 بار برای اندازه گیری تفاوت انجام دادند و به مرور زمان دقیق تر شدند.

سرانجام محققان به ساعت اتمی رسیدند که هر 300 میلیارد سال فقط یک ثانیه از دست می دهد.

Kolkowitz می‌گوید: «این شگفت‌انگیز است که ساعت‌های مشابه با استفاده از توان لیزر پایین‌تر انجام می‌شوند، که برای کاربردهای دنیای واقعی بسیار مهم است.

46