الساعات النووية تقترب من الواقع بفضل الاكتشافات الفيزيائية الجديدة

الساعات النووية أكثر دقة من الساعات الذرية.

تعتبر الساعة النووية أكثر قدرة بكثير من الساعة الذرية، والتي تحدد مدة الثانية من خلال قفزات الطاقة في إلكترونات الذرات وهي حاليا قمة قياس الوقت.

ومع ذلك، نجح الباحثون مؤخرا في تطوير تقنية يمكنها تحسين هذه الدقة من خلال تحفيز وقياس التذبذبات في هدف أكثر صعوبة: نواة الذرة (النواة هي قلب الذرة).

كيف تعمل الساعة النووية: يقوم العلماء بقياس تردد نبضات الطاقة التي تضرب نواة الذرة عن طريق حساب الأطوال الموجية في إشارة الأشعة فوق البنفسجية. يمكن للأطوال الموجية أن تتسبب في تذبذب التحولات النووية عند ترددات أعلى، مما يسمح بقياسات زمنية أكثر دقة. الصورة: المعهد الوطني للمعايير والتكنولوجيا

بالنسبة للساعة النووية، استخدم العلماء الضوء فوق البنفسجي لإثارة النوى في ذرة الثوريوم 229 في بلورة صلبة. ثم قاموا بقياس تردد نبضات الطاقة التي تضرب النواة - وهو ما يعادل البندول في الساعة التقليدية - وقاموا بحساب الأطوال الموجية في ضوء الأشعة فوق البنفسجية باستخدام أداة تسمى مشط التردد البصري.

يتطلب توليد قفزات الطاقة في النواة إشارة تردد أعلى بكثير من تلك الخاصة بالساعة الذرية. ومن المتوقع أن توفر هذه الطريقة، مع وجود عدد أكبر من دورات الموجات في الثانية، قياسات زمنية أكثر دقة.

على الرغم من أن الساعة النووية لا تزال قيد التطوير، إلا أنهم يدركون أنها قد تؤدي إلى تغيير ليس فقط في ضبط الوقت، بل أيضًا في أبحاث الفيزياء، بل وحتى التأثير على الطريقة التي يدرس بها العلماء بنية الكون.

ويعد النموذج الأولي دقيقًا بالفعل مثل الساعة الذرية، ومن المتوقع أن تكون الإصدارات المستقبلية أكثر دقة واستقرارًا، وفقًا للبحث الذي نُشر في الرابع من سبتمبر في مجلة Nature.

وقال تشوانكون تشانغ، المؤلف الرئيسي للدراسة، وهو طالب دراسات عليا في معهد جيلا، وهو مركز أبحاث ممول من جامعة كولورادو بولدر والمعهد الوطني للمعايير والتكنولوجيا: "هناك عدد قليل من العوامل التي يمكننا الاستفادة منها لتحسين الدقة".

ثورة الفيزياء؟

كما هو معروف فإن دقة الساعات الذرية أعلى بكثير من دقة الساعات التقليدية. منذ عقود من الزمن، تم استخدام الساعات الذرية في تقنية نظام تحديد المواقع العالمي لاستكشاف الفضاء وضبط الوقت الدولي.

بالإضافة إلى ذلك، فإن دقة واستقرار الساعات الذرية زودت العلماء بأدوات مهمة لدراسة الزلازل، والحقول الجاذبية، والزمكان.

ولتشغيل الساعة النووية، استخدم العلماء الضوء فوق البنفسجي لإثارة النوى في ذرات الثوريوم 229. الصورة: جيلا

ومع ذلك، فإن الساعات الذرية معرضة أيضًا لفقدان التزامن. ويقول المؤلف تشانغ إن التداخل الكهرومغناطيسي يمكن أن يعطل الإلكترونات المثارة ويؤثر على دقة التوقيت.

وقالت الدكتورة أولغا كوتشاروفسكايا، أستاذة الفيزياء الفخرية بجامعة تكساس إيه آند إم، والتي لم تشارك في البحث، إنه من المرجح أن يتم "تحفيز" هذه المجالات.

وأضافت أن الساعات النووية ليست أكثر دقة فحسب، بل هي أيضًا أبسط وأكثر قابلية للحمل، لأنها، على عكس الساعات الذرية، لا تتطلب ظروف فراغ عالية، أو تبريدًا شديدًا، أو حماية من الاضطرابات المغناطيسية والكهربائية.

وبحسب العلماء، ورغم وجود العديد من العوامل التي لا تزال بحاجة إلى تحقيقها قبل أن تتفوق الساعات النووية في أدائها على الساعات الذرية أو تحل محلها، فإن هذه النتائج تثبت أن ذلك الوقت ليس بعيداً.

ها ترانج (وفقا لشبكة CNN)

المصدر: https://www.congluan.vn/dong-ho-hat-nhan-den-gan-thuc-te-nho-nhung-dot-pha-vat-ly-moi-post312059.html