دانشمند

محققان و دانشمندان اخیراً موفق به طراحی و ساخت دقیق ترین ساعت مکانیکی جهان شده اند. این ساعت نوری که به عنوان دقیق ترین ساعت جهان شناخته می شود، احتمال خطای بسیار اندکی در مقایسه با ساعت های اتمی متداول دارد. این دستاورد علمی بی نظیر نشان دهنده پیشرفت های چشمگیر بشر در حوزه ساخت ابزارهای اندازه گیری زمان با دقت و صحت بالا است. توسعه این گونه ساعت های نوری می تواند کاربردهای گسترده ای در زمینه های علمی، فناوری و صنعتی داشته باشد.

ساخت دقیق ترین ساعت جهان

ساعت ها بر اساس شمارش مداوم یک رخداد تکرارشونده با فرکانس ثابت کار می کنند. ساخت دقیق ترین ساعت جهان برای اندازه گیری زمان دقیق بسیار مهم است. در گذشته، این رخداد تکرارشونده حرکت پاندول بود. امروزه، ساعت های اتمی که زمان را می سنجند و پایه سیستم های جی پی اس، ارتباطی، مخابراتی، توزیع برق و اقتصادی هستند، بر اساس نوسانات اتم سزیوم کار می کنند. ساعت های اتمی که دقیق ترین ساعت های جهان هستند، 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.

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.