أدق ساعة ذرية على الإطلاق لن تخسر سوى ثانية واحدة كل 30 مليار سنة

لقد سقطت الساعة الجديدة للتو، لكنها ستنخفض فقط ثانية واحدة كل 30 مليار سنة أثناء عملها. هذا صحيح: إنها الساعة الأكثر دقة ودقة حتى الآن.

تم تطوير جهاز ضبط الوقت من قبل العلماء في JILA، وهي مؤسسة مشتركة بين المعهد الوطني للمعايير والتكنولوجيا (NIST) وجامعة كولورادو بولدر. إنه في الواقع مصيدة ذرية، تحافظ على عشرات الآلاف من الذرات في مكانها وتقيس الوقت من خلال الحركة الموثوقة للإلكترونات حول الذرة. تم وصف الساعة في نسخة لم تتم مراجعتها بعد من قبل النظراء الورق المستضاف حاليا على خادم الطباعة المسبقة arXiv.

ال القياسية الثانية تم إنشاء الساعة على أساس ذرة السيزيوم، لكن الساعة الجديدة تستخدم ذرات السترونتيوم شديدة البرودة لتتبع الوقت. مثل ذكرت من قبل ScienceAlert، الساعة الجديدة تبلغ دقتها ضعف دقة حامل الرقم القياسي السابق لتسجيل الوقت.

وقال جون يي، عالم الفيزياء التابع للمعهد الوطني للمعايير والتقنية (NIST) ومعهد JILA، والمؤلف المشارك في الدراسة الأخيرة: “هذه الساعة دقيقة للغاية لدرجة أنها تستطيع اكتشاف التأثيرات الصغيرة التي تنبأت بها نظريات مثل النسبية العامة، حتى على المستوى المجهري”. الافراج عن نيست. “إنها تتجاوز حدود ما هو ممكن مع ضبط الوقت.”

وكما هو موضح في نظرية النسبية العامة لأينشتاين، فإن الزمن نفسه يتأثر بالجاذبية. يمكن للساعة المبتكرة حديثًا اكتشاف التأثيرات النسبية على ضبط الوقت؛ بمعنى آخر، إذا تغير مجال الجاذبية على مدار الساعة، فستقوم الساعة بذلك. سيكون تأثير الجاذبية على الوقت عاملاً مهمًا بمجرد قيام وكالة ناسا وشركائها بتنفيذ خطة منطقة زمنية منفصلة للقمر; يؤدي هذا التأثير إلى تشغيل الساعات القمرية بمعدل دقيقة واحدة تقريبًا كل يوم مقارنة بتلك الموجودة على الأرض.

كما يغامر الإنسان مسافات أبعد بكثير من القمرستكون الساعات الذرية الدقيقة حاسمة لمساعدة وكالات الفضاء على التنقل في الكون دون أخطاء. يمكن أيضًا استخدام الأساليب المستخدمة للتحكم في الذرات فائقة التبريد في أجهزة الكمبيوتر الكمومية استخدام الذرات بالقرب من الصفر المطلق كبتات (تسمى “الكيوبتات”) لعملياتها.

قال يي: “إننا نستكشف حدود علم القياس”. “عندما تتمكن من قياس الأشياء بهذا المستوى من الدقة، تبدأ في رؤية الظواهر التي لم نتمكن إلا من وضع نظريات حولها حتى الآن.”

تعمل الساعة الذرية المتوسطة اليوم بترددات الموجات الميكروية، حسبما يذكر المعهد الوطني للمعايير والتكنولوجيا، لكن الساعات الذرية السترونتيوم تعمل بترددات بصرية. إنها “تدق” تريليونات المرات في الثانية، وتصل دقتها إلى 1/15.000.000.000 من الثانية في السنة. إن فقدان ثانية واحدة فقط كل 30 مليار سنة يعني أنه إذا بدأت مثل هذه الساعة تدق في بداية الكون، فسيظل الكون بحاجة إلى أن يكون عمره أكثر من ضعف عمره الحالي حتى تفقد الساعة ثانية واحدة.

أشياء مذهلة، وربما تكون بمثابة تذكير جيد مثل أي شيء آخر بأن الوقت هو جوهر الأمر. لماذا لا تزال القراءة؟ اذهب واستمتع بالحياة.

أكثر: لغز Gizmodo Monday: أراهن أنك لا تستطيع معرفة الوقت على هذه الساعة المشوهة