من الساعات الذرية إلى النووية: رحلة من أجل دقة غير مسبوقة فى قياس الوقت

إن قياس الوقت، وهو حجر الزاوية في التكنولوجيا الحديثة والحياة اليومية، على وشك تحقيق دقة غير مسبوقة بفضل الأبحاث الرائدة في مجال الساعات الذرية والنووية. لقد تطور تعريف “الثانية” على مر القرون وهو ضروري لأنظمة تحديد المواقع العالمية (GPS) والاتصالات السلكية. ووفقا للتطورات العلمية الحديثة، يمكن لأحدث الابتكارات أن تعيد تعريف الثانية، مما يعزز الدقة عبر العديد من التطبيقات.

الانتقال من الساعات الذرية إلى الساعات النووية

ووفقا لتقرير صادر عن Phys، فإن المعيار الحالي لقياس الثانية يعتمد على التحولات الإلكترونية في ذرات السيزيوم-133، بتردد 9,192,631,770 هرتز، وعلى الرغم من دقتها العالية، إلا أن العلماء ظلوا يستكشفون العناصر ذات الترددات الانتقالية الأعلى لتحقيق قدر أكبر من الدقة. الدقة، بحسب عدة تقارير.

أظهر السترونتيوم، مع تردد انتقالي في نطاق الضوء المرئي، نتائج واعدة، وفقًا لمصادر مختلفة. في عام 2021، سلط الباحثون الضوء على إمكاناته، ويجري النظر في إعادة تعريف الثاني باستخدام السترونتيوم ليتم تنفيذه بحلول عام 2030.

في سبتمبر 2024، أبلغ فريق في الولايات المتحدة عن تقدم في الساعات النووية، مما يمثل خطوة مهمة تتجاوز ضبط الوقت الذري. تم استخدام الثوريوم 229، وهو نظير ذو تحول نووي فريد، في هذه الدراسات.

هذا التحول، الذي يثيره الضوء فوق البنفسجي، له تردد أعلى بنحو مليون مرة من تردد السيزيوم، وتشير التقارير إلى أن هذا التقدم يتغلب على التحدي السابق المتمثل في إنشاء مشط تردد متوافق مع الضوء فوق البنفسجي، وهو اختراق يسمح بإجراء قياسات دقيقة في هذا النطاق.

التأثير على التكنولوجيا والعلوم

من المتوقع أن تُحدث الساعات النووية، التي توفر قياسات دقيقة حتى العلامة العشرية التاسعة عشرة، ثورة في التقنيات الدقيقة، وفقًا للتقارير. تشمل التطبيقات أنظمة تحديد المواقع العالمية المتقدمة، والبحث العلمي المتقدم، ورؤى حول الظواهر التي تحكمها ميكانيكا الكم والنسبية العامة.

وقد أكد الباحثون على قدرة هذه الساعات على تعزيز قياس العمليات فائقة السرعة، وهو عامل حاسم في مجالات مثل الفيزياء واستكشاف الفضاء.

وبينما يظل السيزيوم هو المعيار القياسي في الوقت الحالي، فإن الخطوات التي قطعها الثوريوم-229 تشير إلى مستقبل تحويلي لتكنولوجيا قياس الوقت، مع آثار بعيدة المدى على العلوم والصناعة، وفقًا للتقارير.