به گزارش گروه علمی ایرنا از ساینس، محققان به ساعت های بسیار دقیق تری نیاز دارند تا بتوانند پدیده های علمی را با دقتی در حد یک میلیاردم ثانیه اندازه گیری کنند. در چنین شرایطی ساعت های اتمی به کار می آیند.
اولین نمونه از ساعت های دقیق اتمی در سال 1955 میلادی ساخته شد. ساعت های اتمی با اندازه گیری نوسان ذرات اتم در هنگام تغییر سطح انرژی، گذر زمان را محاسبه می کنند.
هر عنصر ویژگی های مختص به خود را دارد و اتم های آن با بسامد خاصی نوسان می کنند. از آنجا که یک اتم در هر ثانیه میلیون ها بار نوسان می کند، دقت ساعت های اتمی بسیار زیاد است.
در ادامه، گزارشی از بررسی سه نمونه از دقیق ترین ساعت های اتمی جهان ارایه می شود؛
1- ساعت F2 محصول موسسه ملی استاندارد آمریکا
این ساعت در سال 2014 میلادی در موسسه استاندارد ملی آمریکا آغاز به کار کرد. این ساعت به همراه نمونه پیشین خود یعنی ساعت F1 وظیفه تعیین ثانیه استاندارد را برای کاربردهای علمی به عهده دارد. همچنین ساعت F2 در هماهنگ سازی ارتباطات و زمان سنجی بازار بورس نیز کاربرد دارد.
در این ساعت از شش لیزر برای خنک سازی 10 میلیون اتم استفاده می شود. این ساعت در دمای منفی 193 درجه سانتیگراد کار می کند.
2- ساعت RIKEN دانشگاه توکیو
این ساعت اتمی از فناوری سطح اپتیکی بهره می برد. در این ساعت از اتم های استرانتیوم که بین پرتوهای لیزر به دام افتاده اند و تا دمای منفی 188 درجه سانتیگراد خنک می شوند، برای اندازه گیری گذر زمان استفاده می شود.
این نوع ساعت های اتمی، نوسان گروهی از اتم های به دام افتاده روی سطح اپتیکی را اندازه گیری می کنند. این ساعت در هر 4.4 میلیارد سال، حدود یک ثانیه اشتباه می کند.
3- ساعت استرانتیومی موسسه های JILA و ملی استاندارد آمریکا
دقت این ساعت به حدی است که در هر پنج میلیارد سال تنها یک ثانیه اشتباه می کند. این ساعت از طریق به دام انداختن اتم های استرانتیوم با استفاده از چند لیزر در یک فضای حلقوی شکل، عمل می کند.
یک نور لیزر قرمز رنگ که با فرکانس خاصی تابش می کند، سبب جهش اتم ها بین لایه های انرژی می شود. تعداد این جهش ها گاهی به 430 تریلیون بار در هر ثانیه می رسد.
