ساخت دقیق ترین ساعت اتمی جهان

ساخت دقیق ترین ساعت اتمی جهان

گروه هوش مصنوعی: ایالات متحده دقیق ترین ساعت اتمی جهان را برای تقویت علوم فضایی ساخته است. ساعات اتمی مبتنی بر نور در مقایسه با ساعات مبتنی بر امواج مایکرو بطور بالقوه می توانند هر 30 میلیارد سال یک ثانیه را از دست بدهند و خطای بسیار کمی دارند.


به گزارش گروه هوش مصنوعی به نقل از ایسنا، محققان یک موسسه تحقیقاتی در ایالات متحده موسوم به JILA یک ساعت اتمی مبتنی بر نور ساخته اند که آن قدر دقیق است که می تواند کوچکترین اثرات را همانطور که توسط نظریه نسبیت عام اینشتین پیش بینی شده است، اندازه گیری نماید.
در بیانیه مطبوعاتی این موسسه آمده است که این ساعت به تعریف دقیق تری از ثانیه منجر می شود و حتی می تواند به کشف ذخایر معدنی جدید زیرزمینی کمک نماید.
ساعات اتمی به طور معمول از امواج مایکرو برای تعیین طول یک ثانیه استفاده می نمایند. با این وجود، تحقیقات نشان داده است که روشن کردن اتم ها با نور مرئی می تواند به شمارش دقیق تر ثانیه ها کمک نماید، برای اینکه امواج نور فرکانس بالاتری دارند.
ساعات اتمی مبتنی بر نور یا اصطلاحا اپتیکال در مقایسه با ساعات مبتنی بر امواج مایکرو بطور بالقوه می توانند هر ۳۰ میلیارد سال یک ثانیه از دست دهند. با اینحال برای رسیدن به این دقت، این ساعت ها باید آنچنان دقتی داشته باشند که بتوانند کسرهای بسیار کوچکی از ثانیه را اندازه گیری کنند.
بهبود دقت ساعت اتمی
پژوهشگران موسسه JILA بجای استفاده از پرتویی از نور مرئی، از یک شبکه نور که به عنوان شبکه نوری(optical lattice) نیز شناخته می شود، برای اندازه گیری ده ها هزار اتم بطور همزمان استفاده کردند. این کار به ساعت اتمی داده های بیشتری داد تا به اندازه گیری دقیقی از ثانیه برسد.
بااینکه رویکرد «شبکه نوری» قبلاً مورد استفاده قرار گرفته است، اما پژوهشگران JILA از رویکرد نسبتا ملایم تری برای اندازه گیری خود استفاده کردند.
در بیانیه مطبوعاتی آنان آمده است که این کار به کاهش دو منبع خطا کمک کرد. اول خود لیزر که اتم ها را اندازه گیری می کند و دوم اثر برخورد اتم ها به یکدیگر وقتی محکم در کنار هم قرار می گیرند.
اندازه گیری اثرات نسبیت و فراتر از آن
بر طبق نظریه نسبیت عام آلبرت اینشتین، گرانش بر زمان تأثیر می گذارد. یک میدان گرانشی قوی تر منجر به گذر کندتر زمان می شود.
ساعت اتمی طراحی شده توسط پژوهشگران JILA به اندازه کافی حساس است تا اثر گرانش را بر زمان سنجی در مقیاس زیر میلی متری تشخیص دهد.
پژوهشگران تغییرات ظریفی را در جریان زمان به سبب گرانش مشاهده نمودند، یعنی زمانی که ساعت حتی در فواصل کوچک بالا یا پایین می رفت.
جون یه، فیزیکدان موسسه JILA و NIST می گوید: این ساعت درحال جابجایی مرزهای آن چه است که با زمان سنجی امکان پذیر است. با این وجود، دستاوردهای طراحی این ساعت فراتر از این اندازه گیری ها و قدم گذاشتن در قلمرو کوانتومی است.
کامپیوتر های کوانتومی خواص اتم ها و مولکول ها را برای انجام محاسبات پیچیده دستکاری می کنند. از آنجا که ساعت اتمی JILA می تواند اندازه گیری های دقیقی انجام دهد، پژوهشگران قصد دارند از آن در قلمرو میکروسکوپی، جایی که نظریه های نسبیت عام و مکانیک کوانتومی تلاقی می کنند، برای اندازه گیری اعوجاج های جریان زمان در مقیاس های تحریف شده توسط گرانش بهره گیرند.
در عین حال، دقت این ساعت می تواند به دانشمندان کمک نماید تا زمان دقیق را در فواصل بسیار بزرگ در فضا اندازه بگیرند. جون یه در بیانیه مطبوعاتی خود اضافه کرد: اگر بخواهیم یک فضاپیما را با دقت دقیق بر روی مریخ فرود بیاوریم، به ساعت هایی دقیق تر از آن چه امروز داریم، نیاز داریم.
او در آخر اظهار داشت: ما درحال کاوش در مرزهای علم اندازه گیری هستیم. زمانی که شما بتوانید چیزها را با این سطح از دقت اندازه گیری کنید، آغاز به مشاهده پدیده هایی می کنید که ما تا حالا فقط می توانستیم در مورد آنها نظریه پردازی نماییم.
گفنتی است که موسسه JILA یک موسسه مشترک بین موسسه ملی استاندارد و فناوری(NIST) آمریکا و دانشگاه کلرادو بولدر است.
یافته های این پژوهش نیز در مجله Physical Review Letters منتشر خواهد شد.



1403/04/15
18:17:41
5.0 / 5
110
مطلب را می پسندید؟
(1)
(0)

تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب
لطفا شما هم نظر دهید
= ۲ بعلاوه ۳
لینک دوستان گروه هوش مصنوعی
گروه هوش مصنوعی
iagrp.ir - مالکیت معنوی سایت گروه هوش مصنوعی متعلق به مالکین آن می باشد