وصف المدون

اليوم

Der Standard - فيينا:
تعتزم مدينة فيينا بناء أدق ساعة في البلاد، وستكون أكثر دقة بمئات المرات وسيمكن هذا من إجراء أبحاث رائدة، خارج فيينا أيضاً.

Bild: Thorsten Schumm / TU Wien Atomuhren nutzen Quanteneffekte für besonders genaue Zeitangaben. Die neue Anlage in Wien soll ab 2024 einsatzbereit sein.

ما يقال عن الموت ينطبق على الوقت: إنه نفس الشيء بالنسبة لجميع الناس، بغض النظر عن وضعهم، وعلى الرغم من صعوبة الاتفاق على أشياء نحن البشر أحياناً، فمن السهل جدًا أن نتفق على الوقت.

في العصور القديمة، عندما كانت النجوم وموقع الشمس بمثابة مقياس للوقت، ربما كانت هناك نقاشات حول وجهات نظر مختلفة للوقت، ولكن مع زيادة دقة الساعات، اختفت المشكلة، وليس من قبيل المصادفة أنه بمجرد أن يتم صنع الساعات بدقة كافية، تم تركيبها في مكان مرتفع في مراكز المدن حيث تكون مرئية للجميع بوضوح، وأولئك الذين لم يروها يمكن أن يمكن قرع الأجراس كدليل.

مع تصغير حجم الساعات، الذي جعل من الممكن حمل الساعات في الجيب، ربما يندلع الجدل حول الوقت المناسب لفترة وجيزة مرة أخرى، وليس من السهل معرفة من هي الساعة الأكثر دقة، ولكن الآن تتم مزامنة جميع الساعات في العالم تقريباً عبر إشارات يتم التحكم فيها مركزياً.

منذ ذلك الحين، كان الوقت أحد الأشياء القليلة التي لا يتعين علينا المجادلة بشأنها، وهناك شيء شبه ديني حول اللجوء إلى كيان مركزي موثوق به نتعلم منه شيئًا حقيقيًا لا ريب فيه، وربما ليس من قبيل الصدفة أن تكون الساعات موجودة في أبراج الكنائس.

لا تزال الساعات التي يتم تشغيلها مركزياً والتي توفر إشارة زمنية دقيقة بشكل خاص موجودة حتى يومنا هذا، وأخذت معاهد البحث الآن دور الكنائس، ولم تعد الساعات نفسها تتكون من تروس مصنوعة بعناية، ولكنها آلات ذات تقنية عالية، وكما هو الحال مع التروس، يتم تحديد اختيار طريقة قياس الوقت من خلال البحث عن مواد، مثل معدن الحركات، بشكل خاص مقاومة للتأثيرات الخارجية، وضرب العلم في العالم المصغر، داخل الذرات.

تتمتع فيزياء الكم بخاصية تتمثل في كونها لا تزال صعبة الفهم كما كانت عندما تم تطويرها في عشرينيات القرن الماضي، ولا يمكن إيقاف التطور التقني الناجم عن القواعد الكمية المكتشفة بهذا، لقد تغلغلت التكنولوجيا الكمية بشكل كامل تقريبًا في حياتنا اليومية، على سبيل المثال، تستخدم تقنية أشباه الموصلات الحالية المعرفة من فيزياء الكم بوفرة.

هذا هو الحال مع الساعة التي تم تشغيلها الآن وسيتم بناؤها في الجامعة التقنية في فيينا، وستكون الساعة الأكثر دقة في البلاد، متجاوزة دقة صاحب الرقم القياسي السابق بمعامل 100.

يأتي مصطلح "الساعة الذرية" من وقت كانت فيه كلمة "الذرة" لا تزال تتمتع بهالة ضخمة، وقبل اختراعها، عندما كانت الدقة العالية مطلوبة، كانت تستخدم ساعات البندول لقياس الوقت، وأحدثت الساعات الذرية ثورة في العلم، واليوم، تعمل الساعات الذرية بطبيعة الحال في خلفية العديد من الخدمات اليومية، لكن هناك اختلافات كبيرة في طريقة عملهم والدقة المصاحبة لها.

في جميع الحالات، تؤدي الذرات المحاصرة الوظيفة التي يؤديها الرقاص في الساعة الميكانيكية، وتمتص كمية كبيرة بشكل خاص من الطاقة بتردد محدد للغاية، وتتيح هذه الخاصية إمكانية التصحيح المستمر لساعة الكوارتز المتصلة، ويكمن الاختلاف في التردد المستخدم، كلما كانت أعلى، زادت دقة عمل الساعة.

تجد الساعات الذرية تطبيقًا مثيراً للاهتمام بشكل خاص في أنظمة الملاحة مثل GPS أو Galileo، وتحتوي الأقمار الصناعية على ساعات ذرية تسمح دقتها بقياس أوقات انتشار الإشارات الراديوية بسرعة الضوء بدقة بحيث يمكن تحديد الاختلافات التي تبلغ بضعة أمتار وترجمتها إلى إحداثيات، ودقتها كافية لتحديد الموقع، ولكن هناك تطبيقات تتطلب معلومات زمنية أكثر دقة لا يمكن تحقيقها باستخدام التكنولوجيا المستخدمة في نظام تحديد المواقع العالمي (GPS).

ويوضح Thorsten Schumm من جامعة فيينا للتكنولوجيا والمسؤول عن المشروع: "لا تزال النماذج القديمة تعمل مع الموجات الدقيقة" ولكن من الناحية الفنية، أصبح من الممكن الآن الحصول على مستوى أعلى من الدقة، ويقول Schumm: "ما يسمى بالساعات الذرية الضوئية تعمل بترددات من 100 إلى 1000 تيراهيرتز - في نطاق الضوء المرئي" "إنها أكثر دقة، لكن مثل هذه الساعة الذرية ذات المستوى العالمي غير متوفرة حاليًا في النمسا"

من أجل تغيير ذلك، لن تعمل الساعة الجديدة من جامعة فيينا للتكنولوجيا مع العناصر الشائعة السيزيوم أو الهيدروجين كما كان من قبل، ولكن مع ذرات الإيتربيوم المعدني الثقيل، والتي بخلاف ذلك لا تشتهر بالتطبيقات التقنية ولكنها تتمتع بخصائص مثالية لبناء ساعة ذرية ضوئية، تجلب الدقة التي يمكن تحقيقها بها، هي دقة فلكية، وفي فترة زمنية طويلة مثل عمر الكون، يجب أن تكون هذه الساعة خاطئة لمدة ثانيتين فقط.

يبدو السؤال النمساوي النموذجي عن سبب احتياجك لشيء كهذا، ويؤكد Schumm أن الأهمية تكمن في الفرص الجديدة للبحث، على سبيل المثال، من الممكن قياس الثوابت الطبيعية بشكل أكثر دقة أو التحكم بشكل أفضل في الليزر للتجارب الكمية.

لا ينبغي للساعة الذرية الجديدة أن تثري البحث المحلي فقط، وترتبط العديد من المعاهد البحثية الأخرى بإشارة الوقت عالية الدقة عبر كابلات الألياف البصرية، ويجري حالياً إنشاء البنية التحتية، ووفقاً لتقرير Schumm، وبعض المحاور لخطوط الألياف الضوئية تعمل.

هذا مشروع كبير طويل الأجل تدعمه وكالة ترويج البحوث النمساوية (FFG) بمبلغ 3.2 مليون يورو، وسيستمر البناء حتى عام 2024، حتى يتم الوصول إلى الدقة النهائية، ويتم التخطيط لثلاث سنوات لضبطها.

IG
ليست هناك تعليقات
إرسال تعليق

شكراً لك على مشاركة رأيك.. لنكتمل بالمعرفة

Back to top button