علم برتر

محققان به تازگی موفق به ساخت دقیق ترین نمونه ساعت جهان، یعنی ساعت نوری، شده اند. این دستاورد علمی، ایجاد ساعتی است که احتمال خطای آن بسیار کمتر از ساعت های اتمی رایج می باشد. به عبارت دیگر، ساعت نوری ساخته شده، به عنوان دقیق ترین ساعت شناخته شده در جهان محسوب می گردد، زیرا نوسانات زمانی آن به مراتب کمتر از ساعت های اتمی است. این دستاورد علمی جدید، گام مهمی در پیشرفت تکنولوژی اندازه گیری زمان به شمار می رود.

ساخت دقیق ترین ساعت جهان

ساعت های مدرن با استفاده از نوسانات اتم سزیوم به عنوان پایه اندازه گیری زمان، دقیق ترین ابزار برای اندازه گیری زمان هستند. این ساعت ها نقش حیاتی در حفظ زمان در اینترنت، ارتباطات ماهواره ای و سیستم های جی پی اس ایفا می کنند. همچنین، آنها به ستاره شناسان در تشخیص سیارات فراخورشیدی زمین مانند کمک می کنند. در گذشته، حرکت پاندول ساعت های قدیمی را تعیین می کرد، اما امروزه نوسانات اتم سزیوم به عنوان پایه اندازه گیری زمان در ساعت های اتمی استفاده می شود. این ساعت ها بسیار دقیق هستند و اساس کار همه ی ساعت ها را تشکیل می دهند.

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.