دقیق‌ترین ساعت اتمی جهان زمان را با دقت یک کوادریلیون ثانیه حفظ می‌کند
زمان در جامعه امروزی اهمیت بالایی دارد و سروقت بودن یکی از بنیاد‌های جامعه امروزی است. به تازگی یک تیم فیزیکدان از چندین ملیت در تلاش هستند تا این مفهوم را با اندازه‌گیری دقیق خود تغییر دهند.
شاید بعد از پرداخت کلی پول برای یک اسمارت‌واچ اپل یا یک ساعت رولکس گران‌قیمت بر این باور باشید که بهترین ساعت را خریده‌اید و دقیق‌ترین زمان ممکن را خواهید داشت؛ اما اینگونه نیست و یک تیم متشکل از چندین فیزیکدان قصد دارند تا این باور را به چالش بکشند. اما چگونه؟ آن‌ها یک ساعت اتمی جدید و به شدت پیشرفته به عنوان دقیق‌ترین ساعت اتمی جهان دارند که قابلیت محاسبه زمان با دقت چند کوادریلیونیم ثانیه را دارد!
ساعت اتمی چیست؟
آنطور که ویکیپیدیا آورده: ساعت اتمی گونه‌ای از ساعت است که فرکانس تشدید استاندارد اتمی را به عنوان عنصر نگهداری زمان به کار می‌گیرد. این ساعت‌ها دقیق‌ترین ساعت و استاندارد فرکانسی بسامد شناخته شده‌اند و به عنوان استانداردهای اولیه برای سرویس جهانی پخش زمان، برای کنترل فرکانس پخش برنامه‌های تلویزیونی و سیستم‌های موقعیت موقعیت یاب جهانی همانند جی پی اس به کار می‌روند. ساعت‌های اتمی از پرتو افشانی استفاده نمی‌کنند، بلکه از سیگنال‌های دقیق مایکروویو استفاده می‌کنند. سیگنال‌های مذکور هنگامی تولید می‌شوند که الکترون‌ها در اتم‌ها سطح انرژی خود را دگرگون می‌کنند و نور منتشر می‌شود.
از سال 1948 تا به حال ما شاهد حضور ساعت‌های اتمی بوده‌ایم اما طراحی تازه این ساعت یک روش تازه برای محاسبه زمان ایجاد کرده است. در این ساعت اتم استرانسیم داخل یک مکعب کوچک سه‌بعدی قرار دارد که هزار برابر چکالی بیشتری نسبت به مکعب تک‌بعدی پیشین که در ساعت‌ها استفاده می‌شد دارد.
با انجام این‌کار محققین قادر خواهند بود که با استفاده از لیزرهای فوق دقیق خود گازهای کوانتومی را به گونه‌ای استفاده کنند که امکان ساخت یک دستگاه محاسباتی دقیق فراهم شود. نتیجه این پروسه دقیق‌ترین مترونوم و زمان‌گیر موجود است که شش برابر دقیق‌تر از رکورددار پیشین خواهد بود.
دقیق‌ترین ساعت اتمی جهان چگونه کار می‌کند؟
Jun Ye که عضو این تیم تحقیقاتی است در این‌باره می‌گوید:
دقت محاسبات ما هیچ محدودیت جز محدودیت‌ها قوانین طبیعت و مکانیک کوانتومی نخواهد داشت. اتم‌هایی که در این نسل از ساعت‌های اتمی مورد استفاده قرار گرفته‌اند در کنترل کامل قوانین مکانیک کوانتوم هستند. هر مقدار اتم بیشتری که در این پروسه استفاده شود دقت محاسبات ما بالاتر خواهد رفت.
تغییر شگرفی که در کل عملیات محاسبه صورت گرفته نحوه قرارگیری اتم استرانسیم است. پیش از این نحوه قرارگیری و جا‌ی‌گیری به گونه‌ای بود که اتم‌ها پس از مدتی به هم برخورد می‌کردند و همین برخورد باعث از بین رفتن دقت محاسبه می‌شد اما حال این اتم‌ها در بنیادی شبکه مانند قرار گرفته‌اند، مانند شانه‌های تخم‌مرغ که باعث می‌شوند هیچ تخم‌مرغی با هم اثابت نکند این شاکله تازه نیز اطمینان حاصل کرده که اتم‌ها برخوردی نخواهند داشت.
اما در پایان چه نیازی به دقیق‌ترین ساعت اتمی جهان است؟ مگر محاسبه دقیق زمان چه فایده‌ای خواهد داشت؟ جواب اینجاست که با چنین تکنولوژی‌ای دانشمندان و محققان قادر خواهند بود که بسیاری از تئوری‌های ثابت‌نشده را ثابت کنند و سوالات بی‌پاسخ را جوابگو باشند. مانند رابطه بین فیزیک کوانتوم و جاذبه و حتی کمک به جستجوی ماده تاریک کنند.
Ye ادامه می‌دهد و می‌گوید:
در کنار فتح و پیشرفت بزرگی که در زمینه علمی به وجود خواهد آمد ما قادر خواهیم بود که سنسورهایی بر پایه کوانتوم خلق کنیم که می‌توانند وارد دستگاه‌هایی شوند که جوامع از آن استفاده می‌کنند. یک ساعت اتمی فوق‌دقیق بخشی از علم فیزیک خواهد بود و استاندارد یک جامعه مدرن خواهد شد. این تکنولوژی می‌تواند نقشی به سزا در ارتباطات پیشرفته و حتی سفرهای فضایی داشته باشند.