طبق گزارش دیجیاتو ؛ دانشمندان موسسه ملی استاندارد و فناوری (NIST) سابقه اصلی زمان را اعلام کردند. ساعتهای نوری جدید 5 ٪ دقیق تر از دارنده ضبط قبلی (ساعت شبکه Stryhum) هستند. همچنین این دستگاه 1.5 برابر پایدار تر از هر ساعت در جهان کار می کند.
ساخت دقیق ترین ساعت اتمی در جهان
در مرکز این ساعت یک یون آلومینیومی وجود دارد. به گفته محققان ، یونهای آلومینیومی به دلیل فرکانس پایین و فرکانس پایدار و حساسیت کم به دما و تغییرات میدان مغناطیسی یک شاخص زمان ایده آل هستند. با این حال ، یک مشکل اساسی وجود دارد: یون آلومینیوم را نمی توان با لیزر خنک یا کشف کرد.
راه حل خلاق تیم NIST استفاده از “رفیق” کوانتومی بود. آنها یون منیزیم را در کنار یون آلومینیوم قرار می دهند. به راحتی توسط لیزر کنترل می شود ، یون منیزیم دو کار مهم را انجام می دهد.
- یون آلومینیوم را خنک می کند و حرکات ناخواسته را به حداقل می رساند.
- آلومینیوم با یون هماهنگ می شود و باعث می شود ساعت برای دانشمندان قابل خواندن باشد.
از راه دور اصلاح شده برای NIST ؛ دایره سبز موقعیت یون آلومینیومی را که نامشخص است نشان می دهد و باید با طیف سنجی کوانتومی کنترل شود.
برای دستیابی به این دقت بی سابقه ، تیم تحقیق مجبور شد تمام مؤلفه های سیستم را به طور کامل طراحی کند. آنها با استفاده از یک ویفر الماس ضخیم تر و جایگزین کردن پوشش های طلا ، تله فوتو را مجدداً طراحی کردند تا از یونهای کوچک و آزار دهنده که دقت ساعت را مختل می کنند ، جلوگیری کنند. علاوه بر این ، اتاق خلاء فولادی قدیمی با یک اتاق جدید تیتانیوم جایگزین شد تا از نشت گاز هیدروژن جلوگیری شود (با شکستن یون ها یون ها را مختل می کند). این نشت هیدروژن را 5 بار کاهش داد.
مفهوم ثانیه ها را بازیابی کنید
امروز ، تعریف رسمی و جهانی از “دوم” براساس تعداد مشخصی از انتشار (یا بلیط) اتم سزیم است. این استاندارد به مدت 4 سال در دسترس است و بسیار دقیق است. با این حال ، ساعت یون آلومینیوم جدید از نوسانات اتمی بسیار سریعتر و پایدارتر از سزیم استفاده می کند. این نوسانات در محدوده فرکانس نوری (بسیار بالاتر از فرکانس سزیم مایکروویو) است. به عبارت دیگر ، جامعه علمی جهان اکنون می تواند تعریف رسمی “یک ثانیه” از نوسانات اتمی سزیم را به تعداد اتم های جدید و پایدار (مانند آلومینیوم) تغییر دهد.
یافته های این مطالعه در نامه های معاینه فیزیکی منتشر شد.