علم و صنعت

محققان به تازگی موفق به طراحی و ساخت دقیق ترین ساعت جهان شده اند، که به عنوان ساعت نوری شناخته می شود. این ساعت نوری، دقت بسیار بالاتری نسبت به ساعت های اتمی موجود دارد و احتمال بروز خطا در آن به میزان قابل توجهی کمتر است. این دستاورد علمی و فناورانه، گام مهمی در پیشرفت علم اندازه گیری زمان و توسعه ابزارهای پیشرفته در این حوزه محسوب می گردد و می تواند کاربردهای گسترده ای در صنایع مختلف و همچنین در تحقیقات علمی داشته باشد.

ساخت دقیق ترین ساعت جهان

ساعت های مدرن بر اساس نوسانات اتم سزیوم کار می کنند، که دقیق ترین رخداد تکرارشونده در جهان است. این ساعت های اتمی برای حفظ زمان در اینترنت و ارتباطات ماهواره ای استفاده می شوند و به ستاره شناسان در تشخیص سیارات فراخورشیدی زمین مانند کمک می کنند. در گذشته، ساعت های قدیمی بر اساس حرکت پاندول کار می کردند. اما امروزه، ساخت دقیق ترین ساعت جهان برای اندازه گیری زمان دقیق بسیار مهم است، زیرا این ساعت ها پایه و اساس سیستم های مخابراتی، توزیع برق و اقتصادی هستند.

دقت ساعت اتمییک دهم تریلیونیوم ثانیه است، براساس فرکانس های طبیعی اتم ها است که به تابش واکنش نشان می دهند. فرکانس های اتمی می توانند به شکل یک "شانه فرکانس" ارسال شوند که شامل مجموعه ای از خطوط عمودی نور با فاصله یکسان است که توسط اتم های تحت تابش به شکل فرکانس های ریزموج تولید می شوند و در دسترس ابزارهای الکترونیکی قرار می گیرند که در نهایت این خوانش ها را به سنجش های دقیق زمان تبدیل می کنند. اما ساخت دقیق ترین ساعت جهان یعنی ساعت های نوری منجر به کنار رفتن ساعت های اتمی شد.

شرح کامل ماجرا از این قرار است.

در گذشته یک ثانیه به عنوان 86400/1 از روز خورشیدی تعریف می شد؛ اما وجود بی نظمی ها در روند چرخشی زمین باعث شد تا تعریف ثانیه نیز تغییر کند. در دهه 1930، یک دانشمند برنده نوبل روشی را ابدعا کرد که با آن می توان ثانیه را به صورت دقیق تری اندازه گرفت. بر اساس این روش هنگامی که ذرات زیراتمی در معرض فرکانس خاصی از تشعشع قرار گیرند، الکترون هایی که به صورت معمول در مدار اتم قرار دارند، یک پرش انجام می دهند. اندازه گیری حرکت این الکترون در میان دو حالت آن می تواند روش دقیقی برای اندازه گیری زمان در اختیار ما قرار دهد. ساعت های ساخته شده با این روش "ساعت های اتمی" نام دارند.اندازه گیری زمان به صورت بسیار دقیق می تواند به ما اجازه دهد تا از تجهیزاتی همانند ابزار ارتباطی و موقعیت یاب، که نیاز به دقتی بسیار بالا دارند، به صورتی بهینه استفاده کنیم.

ساعت نوری دقیقتر از اتمی

گروهی از محققان به تازگی ساعتی ساخته اند که می تواند با دقتی بیشتر از ساعت های اتمی زمان را ثبت کند. "ساعت های نوری" به دلیل استفاده از مبنایی کوچک تر برای زمان، آن را با دقت بیشتری دنبال می کنند و احتمال خطای آن ها نیز بسیار کمتر است. این ساعت در حال حاضر در آزمایشگاه قرار دارد و ساخت آن در تعداد بیشتر بسیار دشوار است. بر اساس بررسی های انجام شده، دقت ساعت نوری 100 برابر ساعت اتمی است. این ساعت آنچنان دقیق است که اگر شما آن را در زمان "بیگ بنگ" یا انفجار بزرگ ساخته بودید، در کل این مدت حتی یک ثانیه از دقت آن کم نمی شد.