ساعت کوانتومی

یک ساعت کوانتومی ساعتی است که یون‌های آلومینیوم و برلیوم را در سلول‌های الکترومغناطیسی به دام انداخته و سپس با استفاده از لیزر آن‌ها را تا دمای نزدیک صفر مطلق سرد می‌کند. این ساعت توسط فیزیکدانان مؤسسه ملی فناوری و استانداردها طراحی و توسعه یافته‌است. این ساعت ۳۷ بار دقیق تر از استانداردهای بین‌المللی موجود است.

ساعت‌های کوانتومی مبنی برآلومینیوم و ساعت‌های اتمی مبتنی برجیوه، زمان را بر اساس ارتعاش یون‌ها در فرکانس‌های نوری که از یک لیزر UV محاسبه می‌کنند که ۱۰۰۰۰۰ بار بیشتر از فرکانس‌های مایکروویو استفاده شده در NIST-F1 و سایر استانداردهای مشابه در جهان است. ساعت‌های کوانتومی شبیه به این قادر هستند زمان را به واحدهای کوچکتری تقسیم کنند و به مراتب دقیق تر از استانداردهای مایکروویو هستند. این ساعت‌ها هر ۳٫۴ میلیارد سال یک ثانیه را از دست می‌دهند در حالیکه در حال حاضر ساعت استاندارد بین‌المللی NIST-F1 در هر ۱۰۰ میلیون سال یک ثانیه را از دست می‌دهد. در ساعت‌های کوانتومی نمی‌توانیم کوچکترین واحد تقسیم شده یک ثانیه را اندازه گیری کنیم زیرا کوچکترین واحد ثانیه بر اساس NIST-F1 تعریف شده‌است که نمی‌تواند ساعت کوانتومی را که دقیق تر است مورد اندازه گیری قرار دهد. با این وجود فرکانس این ساعت‌ها با توجه به استانداردهای فعلی به میزان ۱۱۲۱۰۱۵۳۹۳۲۰۷۸۵۷٫۴ هرتز اندازه گیری شده‌است.

ساعت کوانتومی بسیار دقیق است، زیرا این ساعت نسبت به میدان‌های مغناطیسی و الکتریکی و هم چنین نسبت به دما حساس نیست. در فوریه ۲۰۱۲ فیزیکدانان NIST-F1 نسخه بهبود یافته ساعت کوانتومی را با استفاده از تنها یک یون آلومینیوم ساختند. این ساعت به عنوان دقیق ترین ساعت در جهان در نظر گرفته شده‌است که میزان دقت آن دو برابر نسخه اولیه‌است.

جستارهای وابسته

  • Ultra-Precise Quantum Logic Clock puts old Atomic clock to Shame
  • Frequency comparison of Al+ and Hg+ optical standards