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

شیمون کلکوویتز، استاد فیزیک در دانشگاه ویسکانسین-مدیسون و نویسنده اصلی این مطالعه. ما در حال کار بر روی بهبود عملکرد آن و توسعه برنامه های کاربردی نوظهور هستیم که با این عملکرد بهبود یافته امکان پذیر شده است.

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

ساعت‌های اتمی با پیگیری سطوح انرژی الکترون‌ها کار می‌کنند. محققان می گویند زمانی که یک الکترون سطوح انرژی را تغییر می دهد، نور را با فرکانسی جذب یا ساطع می کند که برای همه اتم های یک عنصر معین یکسان است. ساعت‌های اتمی از لیزرهایی استفاده می‌کنند که دقیقاً روی این فرکانس تنظیم شده‌اند تا زمان را محاسبه کنند و برای حفظ دقت زمان به پیشرفته‌ترین لیزرهای جهان نیاز دارند.

این مطالعه جدید اتم‌های استرانسیم را چند ساعته در یک محفظه خلاء جدا می‌کند. این تیم از لیزر ویژه ای استفاده کرد که به گفته کلکوویتز، رکورد زمان جهانی را ثبت کرد.

این تیم تلاش کرد تا تفاوت‌های بین ساعت‌ها را به دقت اندازه‌گیری کند، زیرا دو گروه از اتم‌ها در محیط‌های کمی متفاوت به دلیل تغییر در میدان‌های مغناطیسی یا گرانشی حرکت می‌کنند. محققان این آزمایش را بیش از 1000 بار برای اندازه گیری تفاوت انجام دادند و به مرور زمان دقیق تر شدند.

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

Kolkowitz می‌گوید: «نکته شگفت‌انگیز این است که ما برای ساعت‌های مشابه عملکرد مشابهی داشتیم، در حالی که از لیزر کم‌توان استفاده می‌کردیم، که برای بسیاری از کاربردهای دنیای واقعی واقعاً مهم است.

46