समय बीतने के साथ-साथ आपकी कलाई घड़ी थक गई? एक नई परमाणु घड़ी, जो अब तक की सबसे सटीक है, एक दूसरे को सटीक रूप से परिभाषित करने के लिए ytterbium परमाणुओं और लेजर का उपयोग करती है। फ़्लिकर उपयोगकर्ता Earls37a के माध्यम से छवि
यदि आपकी कलाई पर घड़ी एक वर्ष के दौरान पांच मिनट धीमी गति से चलती है, तो आप शायद इसके बारे में कुछ भी नहीं सोचेंगे। लेकिन वैज्ञानिकों और इंजीनियरों ने आवेदनों की एक श्रृंखला के लिए अल्ट्रा-सटीक परमाणु घड़ियों पर भरोसा किया है, और सदियों से चली आ रही सटीक और सटीक घड़ियों की तलाश जारी है।
अब, नेशनल इंस्टीट्यूट ऑफ स्टैंडर्ड्स एंड टेक्नोलॉजी के एंड्रयू लुडलो के नेतृत्व में शोधकर्ताओं के एक समूह ने बार को पहले से अधिक ऊंचा कर दिया है। उनकी नवीनतम परमाणु घड़ी, जिसका अनावरण कल किया गया है, कुल १० १ — सेकंड तक चलने के बाद १.६ सेकंड की राशि से गलत होने की भविष्यवाणी की जाती है, या, दूसरे शब्दों में, यह लगभग ५०. billion अरब वर्षों के दौरान एक पूर्ण सेकंड खो देता है। ।
अपनी घड़ी का वर्णन करने वाले पेपर में, शोधकर्ताओं ने सटीकता के इस स्तर के लिए उपमाओं की एक जोड़ी प्रदान की: "एक सेकंड से भी कम समय की सटीकता के लिए ज्ञात ब्रह्मांड की आयु निर्दिष्ट करने के बराबर है, " उन्होंने लिखा, "या पृथ्वी का व्यास कम एक परमाणु की चौड़ाई की तुलना में। ”
सभी घड़ियों की तरह, परमाणु घड़ियां नियमित रूप से होने वाली एक भौतिक घटना से दूसरे की अवधि को आधार बनाकर लगातार समय रखती हैं। जबकि यांत्रिक घड़ियाँ समय को बनाए रखने के लिए एक पेंडुलम के झूलने का उपयोग करती हैं, परमाणु घड़ियाँ एक ऐसे तंत्र का उपयोग करती हैं जो और भी अधिक नियमितता के साथ होता है: दो ऊर्जा अवस्थाओं (विशेष रूप से, एक ज़मीनी स्थिति से जाने के लिए) के बीच एक परमाणु को प्रवाहित करने के लिए आवश्यक प्रकाश की विशिष्ट आवृत्ति। एक उत्साहित अवस्था में), जो हमेशा एक समान मूल्य का होता है। उदाहरण के लिए, एक सेकंड की अवधि को परिभाषित करने वाला वर्तमान अंतर्राष्ट्रीय मानक माइक्रोवेव विकिरण की मात्रा का 9, 192, 631, 770 चक्र है, जो दो ऊर्जा राज्यों के बीच सीज़ियम परमाणुओं के उतार-चढ़ाव का कारण बनता है और इस प्रक्रिया में सबसे अधिक संभव प्रकाश उत्सर्जित करता है।
कुछ कारक, हालांकि, इस आवृत्ति के सबसे सावधान माप को भी विकृत कर सकते हैं। इस नई घड़ी के पीछे शोधकर्ताओं ने एक अभिनव डिजाइन (एक अलग तत्व का उपयोग करके) बनाया है जो इन विकृतियों को पहले की किसी भी घड़ी की तुलना में कम करता है।
उनके डिजाइन, जिसे "ऑप्टिकल जाली घड़ी" कहा जाता है, लेजर बीम के एक जाली बॉक्स के अंदर ytterbium परमाणुओं को फंसाता है। जगह-जगह पकड़े जाने पर, परमाणुओं पर एक दूसरे प्रकार के लेजर द्वारा बमबारी की जाती है, जो उनके इलेक्ट्रॉनों को ऊर्जा स्तर में कूदने के लिए मजबूर करता है। एक सेंसर यह सुनिश्चित करने के लिए जांच करता है कि सभी परमाणु उच्च ऊर्जा स्तर तक पहुंच गए हैं, और उन्हें ऐसा करने के लिए मजबूर करने के लिए आवश्यक सटीक प्रकाश आवृत्ति फिर एक सेकंड की सटीक लंबाई में परिवर्तित हो जाती है।
आम तौर पर, परमाणुओं के किसी भी मामूली शारीरिक आंदोलन के रूप में वे बमबारी कर रहे हैं प्रकाश की आवृत्ति में सूक्ष्म परिवर्तन करने के लिए अपने ऊर्जा स्तर (डॉपलर पारी का एक परिणाम) को बढ़ाने के लिए नेतृत्व कर सकते हैं, घड़ी की सटीकता से दूर फेंक। लेकिन, जैसा कि एमआईटी टेक्नोलॉजी रिव्यू में बताया गया है, जहां घड़ी की खबर पहली बार प्रकाशित हुई थी, लेजर बीम का बॉक्स "वाइस-जैसी ग्रिप में परमाणुओं को धारण करता है जो किसी भी डॉपलर प्रभाव को कम करता है।" इसके अलावा, जाली एक अपेक्षाकृत बड़ी संख्या में फंसती है। अधिकांश परमाणु घड़ियों की तुलना में परमाणुओं की संख्या (1, 000 और 1, 000, 000 के बीच), इसलिए इनमें से प्रत्येक को उच्च ऊर्जा स्तर तक उठाने के लिए आवश्यक विकिरण की औसत विकिरण की सटीक आवृत्ति का अधिक सटीक मूल्य प्रदान करता है, जो तब समय निर्धारित करने के लिए उपयोग किया जाता है।
दो ऐसी घड़ियों की एक साथ तुलना करते हुए, लेखकों ने कुछ उल्लेखनीय पाया- प्रत्येक "टिक" समय के अंतराल को इतनी पूरी तरह मापता है कि एक घड़ी केवल एक सेकंड के दसवें हिस्से तक सही समय से पीछे रह जाएगी जब हमारा सूर्य पृथ्वी को एक लाल रंग में विकसित करता है। विशाल अब से लगभग 5 बिलियन वर्ष।
यह नई घड़ी - और समग्र रूप से परमाणु घड़ियों का क्रमिक शोधन एक विशुद्ध शैक्षणिक खोज की तरह लग सकता है, लेकिन वास्तव में प्रौद्योगिकी के बहुत उपयोगी अनुप्रयोगों में से एक टन हैं। उदाहरण के लिए, अपने फ़ोन पर "मैप्स" ऐप लें। बड़ी दूरी पर घड़ियों को बारीकी से सिंक्रनाइज़ करने की क्षमता के बिना, जीपीएस सिस्टम काम करने में सक्षम नहीं होगा, क्योंकि यह उस समय की सटीक तुलना पर निर्भर करता है जब यह आपके जीपीएस-सक्षम डिवाइस पर कई अलग-अलग उपग्रहों से यात्रा करने के लिए सिग्नल लेता है।
भविष्य के दृष्टिकोण जो परमाणु घड़ी प्रौद्योगिकी में इस नवीनतम अग्रिम का उपयोग कर सकते हैं, वे भू-विज्ञान के दायरे में आ सकते हैं, जो समय के साथ पृथ्वी के आकार और इसके गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र में छोटे बदलावों को ठीक से मापना चाहता है। सभी घड़ियाँ समुद्र तल से अनंत स्तर पर धीमी दरों पर टिकती हैं, क्योंकि पृथ्वी के करीब होने पर गुरुत्वाकर्षण बल अधिक मजबूत होता है। वर्तमान में, सबसे परिष्कृत परमाणु घड़ियों के साथ, गति में इस अंतर को केवल तब मापा जा सकता है, जब हज़ारों फीट की ऊँचाई में परिवर्तन होता है, लेकिन नई घड़ी के साथ, वे पता लगाया जा सकेगा कि घड़ी को एक सेंटीमीटर से कम या कम किया गया है, जिससे सिस्टम बनता है। समय के साथ-साथ टेक्टोनिक प्लेटों के टकराने से पर्वत श्रृंखलाओं द्वारा प्राप्त हिमनद बर्फ की मोटाई या ऊंचाई में थोड़े बदलाव को मापने के लिए संभावित रूप से उपयोगी है।
