حقق باحثون صينيون تقدماً في تطوير الساعات النووية، بعدما أظهرت الاختبارات أن نموذجاً تجريبياً طوروه أكثر استقراراً بنحو ستة أضعاف من نظيره الذي ابتكره فريق علمي في فيينا، في خطوة قد تمهد لتطوير أدوات فائقة الدقة لقياس الوقت، واستخدامات علمية تتجاوز ضبط الساعات.

وتعتمد التقنية الجديدة على نوى ذرات الثوريوم-229 بدلاً من الإلكترونات المستخدمة في الساعات الذرية التقليدية، في محاولة للحد من تأثير الاضطرابات الخارجية وتحسين استقرار القياسات ودقتها مستقبلاً.

ووفق تقرير نشره موقع "Interesting Engineering"، فإن النموذج الصيني الذي طوره باحثون في جامعة تسينغهوا يعتمد على بلورات تحتوي على نوى الثوريوم-229، يجري تسليط ضوء فوق بنفسجي عليها باستخدام الليزر. وعندما تستجيب النوى للضوء عند تردد محدد، يمكن الاستفادة من هذا الانتقال النووي مرجعاً لضبط تردد الساعة وقياس استقرارها.

وتختلف هذه التقنية عن الساعات الذرية التقليدية في أنها تعتمد على انتقالات الطاقة داخل النواة نفسها، بدلاً من الانتقالات التي تحدث في الإلكترونات المحيطة بها. ونظراً إلى صغر النواة وترابط مكوناتها، يأمل العلماء أن توفر هذه المقاربة مرجعاً أقل تأثراً ببعض العوامل الخارجية التي قد تؤثر في القياسات.

وأظهرت الاختبارات أن الإشارات الناتجة من بلورتين صُنعتا بصورة مستقلة تتفق بدرجة عالية، وهو ما يعزز إمكانية تكرار التجربة والحصول على نتائج متقاربة عند تصنيع بلورات جديدة، بدلاً من الاعتماد على عينة واحدة ذات خصائص استثنائية.

على الرغم من هذا التقدم، لا تعني النتائج أن الساعة النووية الصينية أصبحت أدق ساعة في العالم، إذ لا تزال الساعات الذرية والبصرية المتقدمة تتفوق عليها في الأداء الإجمالي.

ويحتاج تطوير التقنية إلى تحسين أنظمة الليزر ورفع جودة البلورات وتقليل العيوب الموجودة داخلها، وهي عوامل يرى الباحثون أنها ضرورية لتعزيز استقرار الساعة ودقتها.

كما تمثل ندرة الثوريوم-229 تحدياً إضافياً، لأنها تحد من القدرة على إجراء تجارب متكررة باستخدام بلورات ذات خصائص مختلفة. ولا تزال الساعة النووية في مرحلة التطوير، ولم تصل بعد إلى مستوى الاستخدام العملي الواسع.

ولا تقتصر أهمية الساعات النووية على قياس الوقت، إذ قد تتيح اختبار بعض القوانين الأساسية للفيزياء، فضلاً عن البحث عن آثار محتملة للمادة المظلمة من خلال رصد تغيرات بالغة الصغر في الثوابت الفيزيائية.

وكان فريق علمي في فيينا قد استخدم ساعته النووية في تجربة للبحث عن المادة المظلمة، لكنها لم تسفر عن دليل على وجودها.

وعلى المدى البعيد، يأمل الباحثون في تطوير ساعات نووية مدمجة يمكن استخدامها في الملاحة عبر الأقمار الاصطناعية، والقياسات فائقة الدقة، ومزامنة البيانات، شريطة أن تحقق التقنية مستويات أعلى من الاستقرار والدقة تسمح بالانتقال من التجارب المختبرية إلى التطبيقات العملية.

ليصلك المزيد من الأخبار اشترك بقناتنا على التيليكرام