تُعدّ الساعات النووية أحدث ما توصل إليه العلم في مجال ضبط الوقت فائق الدقة. وقد اقترحت منشورات حديثة في مجلة نيتشر طريقة وتقنية جديدتين لبناء هذه الساعات.

لقد أصبح قياس الوقت أكثر دقة مع تطور البشر في ابتكار ساعات أكثر فعالية، ومع ذلك فإن ساعة يد عادية من نوع كوارتز قد تفقد دقيقة واحدة خلال أسبوع كامل. وتعتبر الدقة المذهلة في قياس الوقت أمراً ضرورياً لأداء شبكات الهواتف المحمولة والعديد من جوانب حياتنا اليومية.

ما هي الساعات الذرية والنووية؟

تُعتبر أدق طريقة لقياس الوقت مستخدمة حاليًا هي ما يُعرف باسم الساعة الذرية، التي تستفيد من التذبذبات الطبيعية للذرة.

ولقياس تذبذب الذرة، يقوم الباحثون بتحفيزها بطاقة من ليزر، ويمكنهم تتبع التذبذب خلال فترة نبضة الليزر، مستخدمين هذه التذبذبات كـ"نقرات" لتحديد مرور الوقت. وتضمن أفضل الساعات الذرية عدم تقدمها أو تأخرها ثانيةً واحدةً على مدى عمر الكون المُقدّر بـ 14 مليار سنة.

ساهم أندريه ديريفيانكو، الفيزيائي النظري بجامعة نيفادا في مدينة رينو، على مدى العقدين الماضيين، في تطوير دقة غير مسبوقة في ضبط الوقت من خلال دراسات الساعات الذرية. ومؤخرًا، انضم ديريفيانكو إلى فريقين كبيرين من الفيزيائيين النظريين والتجريبيين الذين عملوا على الساعات النووية، بحسب ما نشره موقع الأخبار الخاص بجامعة نيفادا.

وقد أجرى بعض الحسابات التي مكّنت الباحثين من فهم إشارة الساعة الملاحظة وساهمت في تحديد مسارات تطوير الساعات النووية. وقال ديريفيانكو: "يمكن للساعات النووية، عند اكتمالها، أن تكون دقيقة بشكل لا يُصدق، بل أدق من الساعات الذرية".

وأوضح ديريفيانكو أن الساعات النووية تعمل بطريقة مشابهة للساعات الذرية، لكنها تقيس نواة الذرة بدلًا من الذرة نفسها. وهذا ما يجعلها شبه محصنة ضد القوى الخارجية التي قد تؤثر على دقة الساعة الذرية، مما يحسن دقتها بشكل كبير.

وقال: "من الأصعب بكثير فحص نواة الذرة مقارنة بفحص الذرة، ولهذا لدينا ساعات ذرية وليس ساعات نووية".

يتطلب فحص النواة استخدام أشعة ليزر لم يتمكن البشر من تطويرها بعد، باستثناء نظير فريد ونادر، وهو "ثوريوم-229 "، والذي يُعدّ مرشحًا واعدًا لضبط الوقت. ينتج "ثوريوم-229" عن تحلل اليورانيوم-233، المستخدم في المفاعلات النووية. والنظير هو نوع من العنصر الكيميائي نفسه، لكنه يختلف في عدد النيترونات في نواته.

ساهم ديريفيانكو في تطوير طريقة جديدة لمعالجة ثوريوم-229 وتحويله إلى طبقة رقيقة لاستخدامها في الساعات، مما يقلل من كمية هذه المادة النادرة والمشعة، ويجعلها بالتالي أرخص وأكثر أمانًا. وقال: "هذا سيفتح هذا المجال الجديد من البحث العلمي".

تؤدي رقة هذه الطبقات أيضًا إلى ظهور تأثيرات كمومية جديدة، يهتم ديريفيانكو بدراستها بتعمق. وقد يوفر تحلل "ثوريوم-229" طرقًا جديدة لدراسة مركبات الثوريوم، مما قد يُسهم في دراسات توليد الطاقة النووية.

ويُوسّع أحدث عمل لديريفيانكو، المنشور في.....

لقراءة المقال بالكامل، يرجى الضغط على زر "إقرأ على الموقع الرسمي" أدناه

هذا المحتوى مقدم من صحيفة البلاد البحرينية