ايتنا - نخستین ساعت هسته‌ای جهان ساخته شد؛ دقتی در حد یک در میلیون میلیارد

دانشمندان نخستین ساعت‌های هسته‌ای جهان را ساخته‌اند؛ ابزاری که به گفته آنها می‌تواند به گشودن برخی از بنیادی‌ترین پرسشهای فیزیک کمک کند. این دو دستگاه تازه‌ترین نسل ساعت‌های اتمی هستند که زمان را با رصد نور ناشی از گذارهایی که در درون هسته اتم و میان پروتونها و نوترونها رخ می‌دهد اندازه‌گیری می‌کنند.

ساعت‌های اتمی سالهاست برای حفظ سنجش دقیق زمان به کار رفته‌اند و نخستین نمونه آنها در سال ۱۹۴۹ ساخته شد؛ با این حال، با وجود نامشان از همجوشی یا شکافت هسته‌ای استفاده نمی‌کنند.

تا کنون دقیق‌ترین ساعت‌های جهان بر جهش الکترون‌ها میان ترازهای انرژی در اتمها تکیه داشتند، اما این کشف نشان داده است که مرجع یک ساعت می‌تواند مستقیما از خود هسته اتم گرفته شود.

تیم‌های پژوهشی دانشگاه تسینگهوا در چین و دیگر موسسه‌های این کشور و همچنین دانشگاه فنی وین در اتریش، هر یک جداگانه، روز چهارشنبه گزارش دستاوردهای خود را در دو مقاله در نشریه Nature (منبع به زبان انگلیسی)منتشر کردند.

این ساعت از توریم ۲۲۹ استفاده می‌کند؛ اتم نادری که هسته آن می‌تواند با استفاده از نور فرابنفش حاصل از یک لیزر بین حالت‌های انرژی جابجا شود. تا کنون تنها هسته شناخته‌شده‌ای است که به این شکل عمل می‌کند.

اعضای تیم لیزری ساختند که نور فرابنفش با طول موج ۱۴۸٫۴ نانومتر تولید می‌کند و آن را به سوی بلورهای کوچک فلوئورید کلسیم حاوی توریم ۲۲۹ نشانه رفتند.

نتیجه اصلی این بود که ساعتهای هسته‌ای کار کردند؛ لیزر روی هسته توریم ۲۲۹ قفل ماند و زمان را به طور پایدار اندازه‌گیری کرد و در طول دوره آزمایش به دقتی در حد یک در یک میلیون میلیارد (۱۰⁻¹⁵) رسید.

اگرچه سنجش دقیق زمان برای فناوریهای روزمره‌ای مانند ناوبری ماهواره‌ای و مخابرات حیاتی است، ساعتهای هسته‌ای می‌توانند این سامانه‌ها را حتی دقیق‌تر کنند.

به نوشته این مقاله، این ساعت‌های جدید همچنین می‌توانند در حوزه فیزیک بنیادی اهمیت داشته باشند، هرچند هنوز موارد استفاده دقیق آنها مشخص نشده است.

برای ارزیابی پایداری، امنیت و نگهداری این زیرساخت، راهنمای پشتیبانی شبکه را نیز مطالعه کنید.