إن مفهوم الوقت برمته من صنع الإنسان. لكن هل تساءلت يومًا كيف تطورت الساعات من الساعات الرملية وظلال القراءة التي تلقيتها الشمس باستخدام الساعة الشمسية؟ بفضل اختراع بسيط ، يمكننا معرفة الوقت بشكل أكثر كفاءة.
الساعة الذرية أو الساعة المنطقية الكمومية هي نوع من أجهزة إخبار الوقت المعروفة بدقتها. إحدى التكرارات هي الساعة المنطقية الكمومية المعروفة بدقتها الشديدة. لن تخسر سوى ثانية واحدة بعد 33 مليار سنة.
الساعة الذرية
يمكن أن يُنسب الفضل إلى أستاذ في جامعة كولومبيا يُدعى إيسيدور رابي باعتباره الداعي الأول الذي أدى إلى إنشاء الساعة الذرية. في الثلاثينيات من القرن الماضي ، طور تقنية الرنين المغناطيسي للشعاع الذري. سمحت هذه الطريقة بقياس الخصائص المغناطيسية للذرات وكذلك قياس دوران البروتونات في لب الذرة. (مصدر: NCBI)
سمحت تقنية ربيع بفهم أعمق لكيفية عمل الذرات. أدت هذه التقنية إلى إنشاء أول ساعة ذرية في عام 1949. أنشأ المكتب الوطني للمعايير ، الذي يسمى الآن المعهد الوطني للمعايير والتكنولوجيا أو NIST ، أول ساعة ذرية.
تعمل الساعة الذرية حيث يتم قياس عدد اهتزازات بعض الذرات. ثم يتم تحويل هذا إلى مقياس للوقت. السبب في دقة الساعات الذرية هو أن ترددات الرنين لذرات معينة متسقة بشكل لا يصدق. لا تتأثر الترددات بالقوى الخارجية مثل تغيرات درجات الحرارة. (مصدر: كيف يعمل الاشياء)
تم إنشاء العديد من إصدارات الساعة الذرية باستخدام جسيمات ذرية مختلفة. استخدم الأول جزيئات الأمونيا ، بينما استخدم NBS-1 ، المدمج في عام 1952 ، ذرات السيزيوم. في عام 1968 ، تم إنشاء NBS-4. كانت الساعة الذرية الأكثر دقة التي استخدمها المعهد القومي للمعايير والتقنية (NIST) طوال فترة التسعينيات.
في عام 1999 ، تم استبدال NBS-4 بـ NIST-F1 ، متفاخرًا بدقة فقدان ثانية واحدة بعد 20 مليون سنة. في العقد الأول من القرن الحادي والعشرين ، طور العلماء ساعة مختلفة أكثر دقة من الساعة الذرية.
تتميز ساعة المنطق الكمي بدقة خسارة ثانية واحدة بعد 3.7 مليار سنة. إنها تقول أنها لن تفقد سوى ثانية واحدة بعد إنشاء 2.5 أكوان وانقراضها. تستخدم هذه الساعة أيون ألومنيوم واحد فقط ، مقارنة بذرة السيزيوم في الساعة الذرية. (مصدر: سلكي)
الاستخدامات العملية للساعة الذرية
هناك العديد من الاستخدامات العملية للساعة الذرية التي لسنا على دراية كاملة بها
نظام تحديد المواقع جي بي اس
تحتوي جميع الأقمار الصناعية لنظام تحديد المواقع العالمي (GPS) على ساعات ذرية متعددة لمساعدتها في توفير مواقع دقيقة. هذا مهم للملاحة الفضائية وكذلك الاتصالات بين الأقمار الصناعية لنظام تحديد المواقع العالمي (GPS).
البنوك
تحتاج البنوك إلى ساعات دقيقة لضمان طوابع الوقت والتاريخ للمعاملات عالية التردد. تخيل لو لم يكن لدى سوق الأسهم ساعات عالية الدقة. لن يكون سوق الأسهم مزدهرًا كما هو الآن بدون مساعدة الساعات الذرية.
موفرو الاتصالات
هل لاحظت وجود خيار على هاتفك المحمول لضبط الوقت لمزود الخدمة؟ يستخدم موفرو Telco الساعات الذرية لضمان توفير وقت دقيق لمستخدميهم بغض النظر عن المنطقة التي يتواجدون فيها في العالم. (المصدر: العلوم على الإنترنت)