ساخت ساعتی با تاخیر ۱ ثانیه در ۱۵ میلیارد سال

وقتی صحبت از ساعت می شود، ناخودآگاه ذهن همگی ما به سوی ساعت های عقربه ای و دیجتالی با برند و قیمت های مختلف موجود در بازار می رود. این ساعت ها در نمونه های دارای دقت ساخت بسیار بالایی می باشند و در طی چند سال ممکن است دچار اختلاف ناچیزی با ساعت جهانی شوند. در این بین ساعت های اتمی، دارای کمترین نوسانات زمانی می باشند و تا کنون به عنوان دقیق ترین فناوری برای محاسبه زمان شناخته شده اند. دانشمندان موفق شدند رکورد جدیدی را در ساخت ساعت‌های دقیق ثبت کنند، چرا که ساعت اتمی جدید توسعه یافته توسط محققان قادر است دقت خود را در طول ۱۵ میلیارد سال حفظ کند. این زمان بیشتر از عمر تخمین زده شده برای جهان هستی است.

دانشمندان رکورد جدیدی را در زمینه‌ی ساخت ساعت‌های اتمی با دقت بالا ثبت کردند. محققان در این ساعت اتمی از طریق محاسبه‌ی نوسان اتم‌های استرونتیوم ( Strontium) به محاسبه‌ی هر ثانیه‌‌ی ساعت می‌پردازد. احتمالا در آینده شاهد تبدیل مقیاس این ساعت به استاندارد ساعت جهانی یا همان UTC باشیم. در حال حاضر مبنای تنظیم ساعت جهانی مبتنی بر ساعت اتمی است که با اندازه‌گیری فرکانس ماده‌ی سزیم به محاسبه‌ی زمان می‌پردازد. دقت این ساعت چندین هزار میلیون سال است.
ساعت اتمی که مبتنی بر محاسبه‌ی اتم ماده‌ی استرونتیوم است، توسط انستیتو ملی فناوری و استاندارد و دانشگاه کلرادو طراحی شده است. ساختار این ساعت اتمی شامل ستونی باریک است که به وسیله‌ی لیزرهایی با دقت بالا ایجاد شده و اتم‌های استرونتیوم درون آن قرار گرفته‌اند. تمامی اتم‌ها دارای نوسان‌هایی هستند که بصورت پیوسته انجام می‌شود. نوسان اتم استرونتیوم نیز ۴۳۰ تریلیون بار در ثانیه است که با محاسبه‌ی آن ساعت تنظیم شده و دقت آن سنجیده می‌شود.

این ساعت برای چندین سال است که توسعه یافته و برای اولین بار در سال ۲۰۱۳ موفق به شکستن رکورد محاسبه‌ی زمان شد. از آن پس دانشمندان با بهینه‌سازی این ساعت، دقت آن را سه برابر میزان اولیه کردند. این ساعت به اندازه‌ای دقیق است که بالا بردن ارتفاع آن به میزان دو سانتی‌متر از سطح زمین به دلیل تغییرات گرانشی می‌تواند تاثیر زیادی روی ساعت داشته باشد.

دانشمندان معتقدند با استفاده از این ساعت می‌توان نقشه‌های دقیق را از سطح زمین تهیه کرد. تاثیر گرانش در زمان برای اولین بار در نظریه‌ی نسبیت انیشتین مطرح شد. به بیان بهتر، می‌توان چنین گفت که براساس نظریه‌ی نسبیت انیشتین، هر ثانیه‌ی ساعت در ارتفاع مختلف از نظر گذر زمان مقیاس متفاوتی دارد.

البته باید به این موضوع اشاره کرد که در حال حاضر با وجود دقت بالای ساعت اتمی استرونتیوم، این متد نیز نمی‌توان بر روش‌های سنتی محاسبه‌ی سطح زمین غلبه کند، چراکه به گفته‌ی دانشمندان افزایش حساسیت این ساعت برای واکنش به اختلاف سطح یک سانتی‌متری کاربردی است، از این‌رو دانشمندانی که این ساعت را توسعه داده‌اند باید بیش از پیش به گسترش مرزهای فیزیک کوانتوم همت گماشته و ساعت خود را دقیق‌تر نمایند.