یکی دیگر از ناممکن های جهان، ممکن شد!

به گزارش خبرگزاری تیتروز، ساعت اتمی بر اساس کارکردهای 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 همچنین می توانند برای آزمایش نظریه های بنیادین فیزیک از راه های جدید، به کار بروند. با این نتایج جدید، 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 استوار 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، لازم است مقدار مشخصی انرژی از یک لیزر به آن وارد شود. 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 کرده و فرکانس لیزر را اسکن می کنند تا زمانی که الکترون ها اقدام به جهش کنند. سپس آن فرکانس مانند یک میزانه شمار (metronome) اتمی برای نگه داشتن زمان استفاده می شود.

ساعت های هسته ای برای مشخص کردن زمان، به جای الکترون ها از انتقال هسته اتم استفاده می کنند. در حالی که بیشتر هسته های اتم دارای سطح انرژی بسیار متفاوتی هستند که لیزر نمی تواند موجب جهش آن ها شود، 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 اندازه این جهش را به خوبی نمی دانستند. اما در سال 2023 دانشمندان با دقت بیشتری نسبت به گذشته اندازه 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 مقدار انرژی انتقال در حد 8.35574 الکترون ولت اندازه گیری شد. این عدد با اندازه گیری سال 2023 مطابقت دارد. دانشمندان برای ساختن یک ساعت هسته ای باید دقت این اندازه گیری را حتی تا حد بیشتری افزایش دهند.

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