ԱՄՆ-ի ստանդարտների և տեխնոլոգիաների ազգային ինստիտուտի գիտնականները ստեղծել են նոր ատոմային ժամացույց, որն աշխարհում ամենաճշգրիտներից մեկն է։ Ֆիզիկոսները պլանավորում են այս ժամացույցն օգտագործել որպես ժամանակը ցույց տալու ստանդարտ ժամացույց։ Ուսումնասիրությունը հրապարակվել է Metrologia ամսագրում, գրում է Live Science-ը։
Նոր գերճշգրիտ NIST-F4 ատոմային ժամացույցն աշխատում է ցեզիումի ատոմները տատանելով լազերային ճառագայթի ազդեցության տակ, գրում է Focus-ը։ Գիտնականների խոսքով՝ ժամացույցն այնքան ճշգրիտ է, որ եթե այն սկսեր աշխատել ավելի քան 100 միլիոն տարի առաջ, այսօրվա դրությամբ այն մեկ վայրկյանից էլ պակաս հետ կլիներ։
Նոր ատոմային ժամացույցը սկսել է գործել այս տարվա ապրիլին և պատրաստվում է միանալ աշխարհի մոտ 450 այլ ատոմային ժամացույցների՝ համակարգված համընդհանուր ժամանակը ճշգրիտ որոշելու համար։ Այն ճշգրիտ ժամանակը չափելու գլոբալ համակարգ է։
Ավելի ճշգրիտ ժամանակաչափման աճող կարիքը նշանակում է, որ գիտնականներն անընդհատ աշխատում են ավելի լավ հենակետային ժամացույցներ մշակելու ուղղությամբ։ Այսինքն՝ ժամացույց, որը որոշում է այն ժամանակը, որով կարգավորված են սովորական ժամացույցները։
Ի տարբերություն իրենց առօրյա համարժեքների, այս հենակետային ժամացույցներն ատոմային են, որոնք աշխատում են ատոմների տատանումների հիման վրա։ NIST-F4 ժամացույցը պարունակում է հազարավոր ցեզիումի ատոմներից բաղկացած ամպ, որոնք լազերների միջոցով սառեցվել են գրեթե բացարձակ զրոյի (մինուս 273 աստիճան Ցելսիուս): Այս ատոմները շարժվում են վեր ու վար լազերային ճառագայթների զույգի ազդեցության տակ։ Երբ ատոմները սեփական քաշի տակ ընկնում են ներքև, դրանք անցնում են միկրոալիքային ճառագայթի միջով, որը կարգավորվում է ատոմների տատանումներին։ Ատոմային տատանումների հաճախականության հաշվարկը, որոնք տեղի են ունենում վայրկյանում 9,192,631,770 անգամ, թույլ է տալիս գիտնականներին ճշգրիտ որոշել միջազգային վայրկյանը։
NIST-F4 ատոմային ժամացույցի հուսալիությունն ապահովելու համար ֆիզիկոսները պետք է հաշվի առնեին ցեզիումի ատոմների տատանումներին խանգարող ցանկացած փոքր աղմուկի աղբյուր։ Այդպիսի աղբյուրներից են այլ ատոմների հետ քվանտային փոխազդեցությունը և լազերների կողմից ստեղծված էլեկտրամագնիսական դաշտերի նուրբ աղավաղումները։
Արդյունքում, ֆիզիկոսները ստեղծեցին ատոմային ժամացույց՝ 2.2×10-ի մինուս 16-րդ աստիճանի ընդհանուր համակարգային անորոշությամբ։ Այս ճշգրտությունը նշանակում է, որ ժամացույցը կորցնում է մեկ վայրկյանից պակաս յուրաքանչյուր 140 միլիոն տարին մեկ։ Այս ուշացումը քվանտային չափումներին բնորոշ պատահականությունից առաջացող աղմուկի արդյունք է, մի գործոն, որը, ֆիզիկոսների կարծիքով, կարելի է նվազեցնել ավելի լավ օսցիլյատորների և լազերային սառեցման բարելավման միջոցով։
Նոր գերճշգրիտ NIST-F4 ատոմային ժամացույցն աշխատում է ցեզիումի ատոմները տատանելով լազերային ճառագայթի ազդեցության տակ, գրում է Focus-ը։ Գիտնականների խոսքով՝ ժամացույցն այնքան ճշգրիտ է, որ եթե այն սկսեր աշխատել ավելի քան 100 միլիոն տարի առաջ, այսօրվա դրությամբ այն մեկ վայրկյանից էլ պակաս հետ կլիներ։
Նոր ատոմային ժամացույցը սկսել է գործել այս տարվա ապրիլին և պատրաստվում է միանալ աշխարհի մոտ 450 այլ ատոմային ժամացույցների՝ համակարգված համընդհանուր ժամանակը ճշգրիտ որոշելու համար։ Այն ճշգրիտ ժամանակը չափելու գլոբալ համակարգ է։
Ավելի ճշգրիտ ժամանակաչափման աճող կարիքը նշանակում է, որ գիտնականներն անընդհատ աշխատում են ավելի լավ հենակետային ժամացույցներ մշակելու ուղղությամբ։ Այսինքն՝ ժամացույց, որը որոշում է այն ժամանակը, որով կարգավորված են սովորական ժամացույցները։
Ի տարբերություն իրենց առօրյա համարժեքների, այս հենակետային ժամացույցներն ատոմային են, որոնք աշխատում են ատոմների տատանումների հիման վրա։ NIST-F4 ժամացույցը պարունակում է հազարավոր ցեզիումի ատոմներից բաղկացած ամպ, որոնք լազերների միջոցով սառեցվել են գրեթե բացարձակ զրոյի (մինուս 273 աստիճան Ցելսիուս): Այս ատոմները շարժվում են վեր ու վար լազերային ճառագայթների զույգի ազդեցության տակ։ Երբ ատոմները սեփական քաշի տակ ընկնում են ներքև, դրանք անցնում են միկրոալիքային ճառագայթի միջով, որը կարգավորվում է ատոմների տատանումներին։ Ատոմային տատանումների հաճախականության հաշվարկը, որոնք տեղի են ունենում վայրկյանում 9,192,631,770 անգամ, թույլ է տալիս գիտնականներին ճշգրիտ որոշել միջազգային վայրկյանը։
NIST-F4 ատոմային ժամացույցի հուսալիությունն ապահովելու համար ֆիզիկոսները պետք է հաշվի առնեին ցեզիումի ատոմների տատանումներին խանգարող ցանկացած փոքր աղմուկի աղբյուր։ Այդպիսի աղբյուրներից են այլ ատոմների հետ քվանտային փոխազդեցությունը և լազերների կողմից ստեղծված էլեկտրամագնիսական դաշտերի նուրբ աղավաղումները։
Արդյունքում, ֆիզիկոսները ստեղծեցին ատոմային ժամացույց՝ 2.2×10-ի մինուս 16-րդ աստիճանի ընդհանուր համակարգային անորոշությամբ։ Այս ճշգրտությունը նշանակում է, որ ժամացույցը կորցնում է մեկ վայրկյանից պակաս յուրաքանչյուր 140 միլիոն տարին մեկ։ Այս ուշացումը քվանտային չափումներին բնորոշ պատահականությունից առաջացող աղմուկի արդյունք է, մի գործոն, որը, ֆիզիկոսների կարծիքով, կարելի է նվազեցնել ավելի լավ օսցիլյատորների և լազերային սառեցման բարելավման միջոցով։