توسعه دقیق ترین ساعت اتمی دنیا با امکان شناسایی ماده تاریک

فیزیکدانان مؤسسه ملی استاندارد و فناوری آمریکا در مریلند به تازگی دو ساعت اتمی بسیار دقیق طراحی کرده اند که تا 15 میلیارد سال آینده بدون خطا کار خواهند کرد.

پروژه مورد بحث که نتایج آن در ژورنال معتبر Nature به چاپ رسیده، نوع خاصی از ساعت اتمی است که با استفاده از یک توری اپتیکال از جنس پرتوهای لیزر، اتم های ایتربیوم را به دام می اندازد. هر اتم فرکانس لرزشی پایداری دارد که به دانشمندان اجازه می دهد با اندازه گیری دقیق انتقال اتم های ایتربیوم در دو تراز انرژی مختلف، زمان را بسنجند.

به گفته اندرو لودلو رهبر پروژه، یکی از مهم ترین ویژگی های پژوهش اخیر، قابلیت تکرارپذیری آن است که با کسب نتایج دقیقاً مشابه در دو دستگاه ساعت اتمی مختلف، نشان دهنده تأثیر محدودکننده گرانش زمین بر فرکانس لرزشی اتم ایتربیوم خواهد بود.

بر اساس نظریه نسبیت عام اینشتین گرانش تأثیر مستقیمی بر زمان دارد

بر اساس نظریه نسبیت عام اینشتین، گرانش تأثیر مستقیمی بر زمان دارد. به عنوان مثال اگر فیلم سینمایی Interstellar ساخته کریستوفر نولان را دیده باشید، در سیاره میلر که سطح آن از آب پوشیده شده است، به دلیل گرانش بسیار بالا هر ساعت به اندازه هفت سال زمینی طول می کشد؛ یعنی اگر به این سیاره سفر کنید و تنها 2 ساعت در آنجا بمانید، در زمان بازگشت به زمین از دوستانتان 14 سال جوان تر خواهید بود (از زمان رفت و برگشت صرف نظر شده است).

ساعت های اتمی پژوهشگران آمریکایی نیز موضوع مذکور را تأیید کرده و روی کاغذ، با فاصله گرفتن از زمین به عنوان منبع گرانش، رفتار متفاوتی خواهند داشت. چنین خاصیتی به معنی توانایی اندازه گیری فضا-زمان توسط ساعت های اتمی جدید است؛ امکانی که به صورت نظری، اجازه شناسایی ماده تاریک را به پژوهشگران خواهد داد.

البته هنوز هم اطلاعات دقیق و کاملی از ماهیت واقعی ماده تاریک در دست نیست اما به دلیل تأثیرات مشهود آن بر کیهان، وجود انرژی و ماده تاریک ثابت شده و دانشمندان حالا به دنبال کشف حقیقت وجودی آن هستند.

گفتنی است اختراع جدید علاوه بر کاربردهای زمان سنجی، در صورت تولید به تعداد زیاد و پخش شدن در سطح زمین، امکان اندازه گیری دقیق ابعاد سیاره ما با دقت 1 سانتیمتر را هم فراهم خواهد کرد که با اختلاف از روش های موجود دقیق تر خواهد بود.