ساخت ساعت هسته‌ای ممکن شد

ساعت اتمی زمان را بر اساس عملکرد درونی هسته اتم نگه می دارد. اولگا کوچاروفسکایا، فیزیکدان دانشگاه A&M تگزاس، گفت: «این یک پیشرفت قابل توجه است.

به گزارش ایرنا به نقل از ساینس نیوز، ساعت های هسته ای می توانند در مقایسه با ساعت های اتمی که در حال حاضر دقیق ترین ساعت های مورد استفاده دانشمندان برای ثبت زمان هستند، ساده تر و قابل حمل تر باشند. این ساعت ها همچنین می توانند برای آزمایش نظریه های بنیادی فیزیک به روش های جدید مورد استفاده قرار گیرند. با این نتایج جدید، دستیابی به یک ساعت هسته ای نزدیکتر از همیشه به نظر می رسد.

پیتر تیرولف، فیزیکدان از دانشگاه لودویگ مونیخ در آلمان گفت: اکنون می دانیم که این کار (ایجاد ساعت هسته ای) از نظر مفهومی امکان پذیر است.

ساعت های اتمی بر اساس فیزیک الکترون های اطراف اتم ها هستند. در داخل این اتم ها، الکترون ها در سطوح انرژی خاص و فردی قرار دارند. برای اینکه یک الکترون به سطح انرژی بالاتر بپرد، باید مقدار مشخصی از انرژی لیزر معرفی شود. این انرژی با فرکانس مشخصی از نور لیزر مطابقت دارد.

برای بهبود این امر، دانشمندان یک لیزر را به سمت مجموعه‌ای از اتم‌ها نشانه می‌گیرند و فرکانس لیزر را هنگام پرش الکترون‌ها اسکن می‌کنند. سپس از این فرکانس به عنوان مترونوم اتمی برای حفظ زمان استفاده می شود.

ساعت های هسته ای به جای الکترون ها از هسته های اتمی برای تشخیص زمان استفاده می کنند. در حالی که سطح انرژی بیشتر هسته‌های اتمی آنقدر متفاوت است که لیزر نمی‌تواند آنها را پرش کند، یک هسته اتمی خاص متفاوت است. نوعی توریم به نام توریم-229 دارای انتقال انرژی کم است که برای لیزر قابل دسترسی است.

دانشمندان تا همین اواخر واقعاً میزان این جهش را نمی دانستند. اما در سال 2023، دانشمندان با دقت بیشتری نسبت به قبل اندازه گیری کردند و این به دانشمندان اجازه داد قدم بعدی را بردارند.

محققان از لیزر برای پرش هسته اتم مذکور به سطح انرژی بالاتر استفاده کردند و نور ساطع شده را مشاهده کردند. در این آزمایش مقدار انرژی منتقل شده 8.35574 الکترون ولت اندازه گیری شد. این عدد مربوط به اندازه گیری سال 2023 است. برای ساخت یک ساعت هسته ای، دانشمندان باید دقت این اندازه گیری را بیش از پیش افزایش دهند.

از آنجایی که ساعت‌های هسته‌ای در مقایسه با ساعت‌های اتمی مبتنی بر فیزیک متفاوتی هستند، مقایسه این دو نوع زمان‌سنج می‌تواند فرصتی برای تحقیقات جدید در زمینه فیزیک بنیادی فراهم کند.