ساعت فوق دقیقی که می تواند به دانشمندان در شکار ماده تاریک کمک کند

به گزارش خبرنگار حوزه دریچه فناوری گروه فضای مجازی باشگاه خبرنگاران جوان، به نقل از آی ای؛ یک ساعت جدید که دقت زمان سنجی آن ۱۰۰۰ برابر افزایش پیدا کرده، ممکن است به دانشمندان کمک کند که کیهان را به گونه‌ای مطالعه و کاوش کنند که تاکنون امکان پذیر نبوده و به آن‌ها امکان می‌دهد امواج گرانشی را کشف کرده، ماده تاریک را شکار کرده و آزمایشات دقیقی را روی اصول اساسی پایه طبیعت انجام دهند. این ساعت آنقدر دقیق است که اگر ۱۵ میلیارد سال یعنی بیش از دو برابر سن جهان کار کند، کمتر از یک ثانیه عقب می‌ماند.

جزئیاتی از آزمایشات ساعت شبکه نوری

هیده توشی کاتوری از دانشگاه توکیو و جون یه از دانشگاه کلرادو بولدر دو فیزیکدان مستقل هستند که این ساعت بسیار دقیق به نام ساعت شبکه نوری را ساختند و تحقیقات مستقل آن‌ها برای توسعه آن بسیار مهم بود.

تحقیقات آن‌ها در حال حاضر با سه میلیون دلار جایزه دستیابی به موفقیت ۲۰۲۲ در فیزیک بنیادی تأسیس شده که یکی از جوایز سالانه‌ای است که توسط بنیاد دستیابی به موفقیت اهدا می‌شود و توسط سرگئی برین و مارک زاکربرگ، و سایرین تامین مالی می‌شود، پشتیبانی شده است.

عملکرد ساعت های شبکه نوری چگونه است؟

ساعت‌های شبکه نوری نسل آینده فراتر از ساعت‌های اتمی استاندارد ما هستند که برای حفظ زمان بر تعامل تابش الکترومغناطیسی با حالت‌های برانگیخته اتم‌های خاص تکیه می‌کنند و از آن‌ها در سیستم‌های ماهواره‌ای ناوبری جهانی مانند GPS و برای کنترل فرکانس موج پخش تلویزیونی استفاده می‌شود.

آزمایشگاه‌های کاتوری و یه، وسیله‌ای برای دقیق‌تر شدن این ساعت‌ها با رساندن نوسانات به انتهای قابل مشاهده طیف الکترومغناطیسی با فرکانس‌های صد هزار برابر بیشتر از ساعت‌های اتمی موجود، کشف کرده اند. آن‌ها دریافتند که به راهی برای به دام انداختن اتم‌ها و ثابت نگه داشتن آن‌ها در دمای فوق العاده پایین جهت کمک به اندازه گیری صحیح زمان نیاز دارند.

اگر اتم‌ها به دلیل گرانش در حال سقوط باشند یا در هر جهتی حرکت کنند، دقت از دست می‌رود و نسبیت باعث تحریف زمان بندی می‌شود. دانشمندان برای به دام انداختن اتم‌ها، یک شبکه نوری را ایجاد کردند که موجی است که توسط پرتو لیزری ایجاد می‌شود و حالتی شبیه به شانه تخم مرغ ایجاد می‌کند که برای گرفتن اتم‌ها مناسب است.

یه درباره این آزمایشات توضیح داد: "شما یک پرتو نور را در وسط محفظه خلاء قرار می‌دهید و می‌توانید اتم‌ها را با نور در وسط محفظه خلاء ثابت نگه دارید. ما این ساعت را به نوعی طراحی کردیم که ثابت نگه داشتن اتم‌ها هیچ مشکلی در اندازه گیری فاصله انرژی بین این دو حالت کوانتومی که به منظور اندازه گیری زمان توسط ساعت اهمیت دارد، ایجاد نمی‌کند؛ بنابراین، این تقریباً شبیه حالت آزاد است. "

این پیشرفت راه را برای طراحی و تولید ساعت شبکه نوری هموار کرد و کاتوری و یه جایزه پیشرفت در فیزیک بنیادی را کسب کردند. در مقایسه با ساعت‌های اتمی کنونی باید گفت که این ساعت هر ۱۰۰ میلیون سال یکبار یک ثانیه را از دست می‌دهد و همین موضوع دقت ساعت‌های شبکه نوری را برجسته‌تر می‌کند.

کاربرد‌های بالقوه این فناوری بی شمار است و در ترکیب با فناوری‌های فعلی ممکن است دقت ناوبری GPS را تا ۱۰۰۰ برابر افزایش دهد، فرآیند‌های زمین شناسی زمین را روشن کند، اجازه دهد کاوشگر‌های فضایی با دقت بیشتری کنترل شوند و به محققان در ردیابی بهتر آتشفشان‌ها و حوادث لرزه‌ای و کمک به فرود یک فضاپیمای بدون سرنشین در مریخ کمک‌های بسیار بزرگی کند. اگر ساعت‌های رصدخانه‌های جهان با کوچکترین کسر‌های ثانیه همگام شوند، ستاره شناسان نیز می‌توانند سیاهچاله‌ها را بهتر درک کنند.

بیشتر بخوانید

• تلسکوپ James Webb طلوع کیهان را آشکار می کند

انتهای پیام/