یکی دیگر از ناممکن های دنیا، ممکن شد! - کنفرانس هکا

به گزارش خبرگزاری خبرنگاران ، ساعت اتمی بر اساس کارنمودهای داخلی هسته اتم زمان را نگه می دارد. اولگا کوچاروفسکایا فیزیکدان در دانشگاه ای اند ام تگزاس گفت: این یک پیشرفت قابل ملاحظه است.

به گزارش ایرنا به نقل از ساینس نیوز، در مقایسه با ساعت های اتمی که در حال حاضر دقیق ترین ساعت دانشمندان برای نگه داشتن زمان هستند، ساعت های هسته ای می توانند ساده تر و قابل حمل تر باشند. این ساعت ها بعلاوه می توانند برای آزمایش نظریه های بنیادین فیزیک از راه های تازه، به کار بروند. با این نتایج تازه، دستیابی به ساعت هسته ای نزدیکتر از هر زمان دیگری به نظر می رسد.

پتیر تیرولف فیزیکدان از دانشگاه لودویگ مونیخ در آلمان گفت: ما اکنون می دانیم که این کار (ساخت ساعت هسته ای) از لحاظ مفهومی امکان پذیر است.

ساعت های اتمی بر اساس فیزیک الکترون ها در پیرامون اتم ها پایدار هستند. در داخل آن اتم ها، الکترون ها در سطوح خاص و منفرد از انرژی قرار دارند. برای اینکه یک الکترون با جهش به یک سطح بالاتری از انرژی برسد، ضروری است میزان تعیینی انرژی از یک لیزر به آن وارد گردد. آن انرژی با یک فرکانس خاص از نور لیزر مطابقت دارد.

دانشمندان برای بهبود این کار، لیزر را به سمت مجموعه ای از اتم ها هدف گیری نموده و فرکانس لیزر را اسکن می نمایند تا زمانی که الکترون ها اقدام به جهش نمایند. سپس آن فرکانس مانند یک میزانه شمار (metronome) اتمی برای نگه داشتن زمان استفاده می گردد.

ساعت های هسته ای برای تعیین کردن زمان، به جای الکترون ها از انتقال هسته اتم استفاده می نمایند. در حالی که بیشتر هسته های اتم دارای سطح انرژی بسیار متفاوتی هستند که لیزر نمی تواند موجب جهش آن ها گردد، اما یک هسته اتمی خاص تفاوت دارد. گونه ای از عنصر توریوم با نام توریوم -229 جهش انرژی اندکی دارد که برای لیزر قابل دسترس است.

دانشمندان تا این اواخر مقدار این جهش را به خوبی نمی دانستند. اما در سال 2023 دانشمندان با دقت بیشتری نسبت به گذشته مقدار گیری کردند و این به دانشمندان امکان داد که گام بعدی را بردارند.

محققان از یک لیزر برای جهش هسته اتم یادشده به سطح بالاتری از انرژی استفاده و نور ساطع شده را مشاهده کردند. در این آزمایش میزان انرژی انتقال در حد 8.35574 الکترون ولت مقدار گیری شد. این عدد با مقدار گیری سال 2023 مطابقت دارد. دانشمندان برای ساختن یک ساعت هسته ای باید دقت این مقدار گیری را حتی تا حد بیشتری افزایش دهند.

از آنجا که ساعت های هسته ای نسبت به ساعت های اتمی بر فیزیک متفاوتی پایدار هستند، مقایسه این دو نوع گاه شمار می تواند امکان مطالعات تازه درباره فیزیک بنیادین را فراهم سازد.