ابتكار نموذج لساعة نووية ينبئ باستخدامات مدهشة في المستقبل

تمكن باحثون من ابتكار نموذج أولي لساعة نووية، تبشر باستخدامات مستقبلية غير مسبوقة من بينها إجراء قياسات دقيقة للوقت وإجراء اختبارات جديدة للنظريات الفيزيائية الأساسية. وقال موقع أمريكي إن النموذج الأولي الذي تم ابتكاره لم يستخدم بعد لقياس الوقت، لذلك من الناحية الفنية يجب أن يُطلق عليه "معيار التردد"، على حد قول الفيزيائي جون يي، المشارك في هذا الابتكار. وأصبح العلماء حاليا أقرب إلى إنتاج ساعة نووية من أي وقت مضى، حيث أنه ولأول مرة، تم تضمين "جميع المكونات الأساسية لساعة نووية عاملة في هذا العمل".

يشار إلى أن الساعات الذرية تقيس الوقت بناءً على الإلكترونات التي تقفز بين مستويات الطاقة في الذرات، أما قياس الوقت للساعات النووية يعتمد على مستويات الطاقة في النوى الذرية ذاتها. وتحتاج الذرة أو النواة الذرية إلى تردد معين من ضوء الليزر لكي تتمكن من القفز بهذه الطريقة، فيمكن استخدام اهتزازات الموجات الكهرومغناطيسية لهذا الضوء لتحديد الوقت.

ومن المنتظر أن تحدد الساعات النووية الوقت باستخدام مجموعة متنوعة من عنصر الثوريوم، والذي يسمى الثوريوم-229، حيث أن معظم النوى الذرية تحقق قفزات طاقة كبيرة للغاية، لكن الثوريوم-229 لديه مستويان للطاقة قريبان بما يكفي من بعضهما بعضا بحيث يمكن أن يعمل الانتقال بين هذين المستويين كساعة.

وحدد الباحثون بدقة تردد الضوء اللازم لإطلاق هذه القفزة، وقدروه بـ 2,020,407,384,335 كيلوهرتز، وفقًا لتقرير يي وزملائه نشر في الرابع من سبتمبر/أيلول. يقول الفيزيائي إيكهارد بيك، من المعهد الوطني للقياس في براونشفايغ بألمانيا، والذي لم يشارك في البحث الجديد: "هذا شيء سيكون مهمًا كتطبيق علمي لاختبارات الفيزياء الأساسية"، ففي المستقبل، يمكن استخدام مثل هذه الدراسات للبحث عن تأثيرات فيزيائية غريبة، وأرقام كان يُعتقد بأنها ثابتة إلى الأبد.