More

    Το πιο ακριβές ατομικό ρολόι παρουσίασαν ερευνητές του πανεπιστημίου του Ουισκόνσιν

    Το ρολόι χάνει ένα δευτερόλεπτα ανά 300 δισεκατομμύρια χρόνια

    Μια ομάδα από το Πανεπιστήμιο του Ουισκόνσιν-Μάντισον ανέπτυξε αυτό που είναι γνωστό ως ατομικό ρολόι οπτικού πλέγματος που είναι το πρώτο παράδειγμα ενός «πολυπλεξικού» οπτικού ρολογιού, όπου έξι ξεχωριστά ρολόγια μπορούν να υπάρχουν στο ίδιο περιβάλλον. Ο σχεδιασμός του επιτρέπει στην ομάδα να δοκιμάσει τρόπους αναζήτησης βαρυτικών κυμάτων, να προσπαθήσει να ανιχνεύσει τη σκοτεινή ύλη και να ανακαλύψει νέα φυσική με ρολόγια.

    «Τα ρολόγια οπτικού πλέγματος είναι ήδη τα καλύτερα ρολόγια στον κόσμο, και εδώ έχουμε αυτό το επίπεδο απόδοσης που κανείς δεν έχει ξαναδεί», δήλωσε ο Shimon Kolkowitz, καθηγητής φυσικής στο UW-Madison και ανώτερος συγγραφέας της μελέτης. «Εργαζόμαστε τόσο για να βελτιώσουμε την απόδοσή τους όσο και για να αναπτύξουμε αναδυόμενες εφαρμογές που ενεργοποιούνται από αυτή τη βελτιωμένη απόδοση».

    - Advertisement -

    Τα ατομικά ρολόγια είναι τόσο ακριβή επειδή εκμεταλλεύονται μια θεμελιώδη ιδιότητα των ατόμων, όταν ένα ηλεκτρόνιο αλλάζει επίπεδα ενέργειας, απορροφά ή εκπέμπει φως με συχνότητα που είναι ίδια για όλα τα άτομα ενός συγκεκριμένου στοιχείου. Τα οπτικά ατομικά ρολόγια διατηρούν τον χρόνο χρησιμοποιώντας ένα λέιζερ που είναι ρυθμισμένο ώστε να ταιριάζει ακριβώς με αυτή τη συχνότητα και απαιτούν μερικά από τα πιο εξελιγμένα λέιζερ στον κόσμο για να διατηρούν την ακριβή ώρα.

    Στη νέα τους μελέτη, δημιούργησαν ένα πολυπλεξικό ρολόι, όπου τα άτομα στροντίου μπορούν να διαχωριστούν σε πολλαπλά ρολόγια διατεταγμένα σε μια γραμμή στον ίδιο θάλαμο κενού. Χρησιμοποιώντας ένα μόνο ατομικό ρολόι, η ομάδα διαπίστωσε ότι το λέιζερ τους ήταν αξιόπιστα ικανό να διεγείρει ηλεκτρόνια στον ίδιο αριθμό ατόμων για ένα δέκατο του δευτερολέπτου.

    Ωστόσο, όταν έριξαν το λέιζερ σε δύο ρολόγια στον θάλαμο ταυτόχρονα και τα συνέκριναν, ο αριθμός των ατόμων με διεγερμένα ηλεκτρόνια παρέμεινε ο ίδιος μεταξύ των δύο ρολογιών για έως και 26 δευτερόλεπτα. Τα αποτελέσματά τους σήμαιναν ότι μπορούσαν να εκτελέσουν σημαντικά πειράματα για πολύ περισσότερο από όσο θα επέτρεπε το λέιζερ τους σε ένα κανονικό οπτικό ρολόι.

    Στη συνέχεια, η ομάδα ρώτησε πόσο ακριβώς μπορούσαν να μετρήσουν τις διαφορές μεταξύ των ρολογιών. Δύο ομάδες ατόμων που βρίσκονται σε ελαφρώς διαφορετικά περιβάλλοντα θα σημειώσουν ελαφρώς διαφορετικούς ρυθμούς, ανάλογα με τη βαρύτητα, τα μαγνητικά πεδία ή άλλες συνθήκες.

    Έκαναν το πείραμά τους πάνω από χίλιες φορές, μετρώντας τη διαφορά στη συχνότητα των δύο ρολογιών τους για συνολικά περίπου τρεις ώρες. Όπως ήταν αναμενόμενο, επειδή τα ρολόγια ήταν σε δύο ελαφρώς διαφορετικές τοποθεσίες, το τικ ήταν ελαφρώς διαφορετικό. Η ομάδα έδειξε ότι καθώς έπαιρναν όλο και περισσότερες μετρήσεις, μπορούσαν καλύτερα να μετρήσουν αυτές τις διαφορές.

    Τελικά, οι ερευνητές θα μπορούσαν να ανιχνεύσουν μια διαφορά στον ρυθμό τικ μεταξύ των δύο ρολογιών που θα αντιστοιχούσε σε διαφωνία μεταξύ τους μόνο κατά ένα δευτερόλεπτο κάθε 300 δισεκατομμύρια χρόνια, μια μέτρηση ακριβείας χρονομέτρησης που θέτει παγκόσμιο ρεκόρ για δύο χωρικά διαχωρισμένα ρολόγια.

    Για να αποδείξει τις πιθανές εφαρμογές των ρολογιών τους, η ομάδα συνέκρινε τις αλλαγές συχνότητας μεταξύ κάθε ζεύγους έξι πολυπλεξικών ρολογιών σε έναν βρόχο. Βρήκαν ότι οι διαφορές αθροίζονται στο μηδέν όταν επιστρέφουν στο πρώτο ρολόι του βρόχου, επιβεβαιώνοντας τη συνέπεια των μετρήσεών τους και δημιουργώντας τη δυνατότητα να ανιχνεύσουν μικροσκοπικές αλλαγές συχνότητας μέσα σε αυτό το δίκτυο.

    Για να λαμβάνετε πρώτοι τις ειδοποιήσεις από τις ειδήσεις που δημοσιεύονται μπορείτε να ακολουθήσετε το Playiders.com στο Google News, αλλά παράλληλα μπορείτε να μας ακολουθήσετε και στα Facebook, Instagram και Reddit.

    Subscribe
    Notify of
    guest
    0 Comments
    Inline Feedbacks
    View all comments

    More News

    More From Author