شارك
الرئيسية
مع تقدّم التكنولوجيا، تزداد قدرتنا على قياس مرور الزمن بدقة. تعتبر الساعات الذرية الأدوات الأكثر كفاءة في قياس الزمن منذ ابتكارها لأول مرة في عام 1967. وهي تعتمد على ذرات السيزيوم-33 التي تمثّل اهتزازاتها تعريف الثانية الواحدة. ولكن بيّنت دراسة جديدة نشرت في أوائل شهر أكتوبر/ تشرين الأول 2022 في مجلة نيتشر أن الساعات الذرية أصبحت تقنية قديمة حالياً.
نجاح مزامنة الساعات البصرية
وفقاً للتقرير الذي نشره موقع مجلة نيتشر بتاريخ 18 أكتوبر/ تشرين الأول 2022 عن الدراسة، تمكنت مجموعة من الباحثين من الجامعة الصينية للعلوم والتكنولوجيا في مدينة هيفي من مزامنة الساعات البصرية التي تبعد عن بعضها مسافة تبلغ 113 كيلومتراً باستخدام نبضات ليزرية دقيقة. تساوي هذه المسافة نحو 7 أضعاف الرقم القياسي السابق. يمثّل هذا الإنجاز خطوة كبيرة بالنسبة لعلماء القياس، وهم العلماء الذين يدرسون عمليات القياس، تجاه إعادة تعريف الثانية بحلول نهاية العقد الجاري. بمجرد نجاح جهودهم، يمكن أن تصبح دراساتهم أكثر دقة بمئة مرة من تلك التي يتم فيها استخدام قراءات الساعات الذرية.
اقرأ أيضاً: إلى أي مدى يمكنك الرجوع بالزمن إلى الوراء عندما تنظر إلى السماء؟
على عكس الساعات الذرية التي تعتمد على ذرات السيزيوم، تعتمد الساعات البصرية على حركة العناصر ذات الترددات الأعلى مثل السترونتيوم (أو السترونشيوم) والإتيربيوم لقياس الزمن. لقياس هذه الحركة، يحتاج علماء القياس إلى نقل قراءات الساعات ومقارنتها في قارات مختلفة. ولكن بسبب الحاجة لاستخدام الأقمار الاصطناعية لإتمام هذه العملية، يجب التعامل مع آثار الغلاف الجوي الأرضي الذي يشوش على نقل الإشارات لزيادة دقة القياسات قدر الإمكان. تمثّل الطريقة المطورة لاستخدام الليزر خطوة كبيرة تجاه حل هذه المشكلات.
هناك العديد من الفوائد المحتملة لاستخدام الساعات البصرية بخلاف تعريف الثانية بدقة أكبر. وفقاً لمجلة نيتشر، سيتمكّن الباحثون باستخدام التكنولوجيا الجديدة من اختبار نظرية النسبية العامة بدقة أكبر. تنص هذه النظرية على أن الزمن يمر بمعدّل أبطأ في المناطق التي يكون فيها الحقل الثقالي أكثر شدّة، أي المناطق ذات الارتفاعات المنخفضة. قال مؤلفو التقرير سابق الذكر إن الساعات البصرية “يمكن أن تكشف أيضاً عن التغيرات الطفيفة في شدّة الحقول الثقالية التي تتولد عن حركة الكتل، مثل حركة الصفائح التكتونية”.
اقرأ أيضاً: ليست بِدعة علمية: كيف نصنع آلة الزمن وننتقل عبرها؟
لا يزال أمام الباحثين الكثير من العمل قبل أن يتمكّنوا من إعادة تعريف الثانية بثقة. على وجه الخصوص، يجب أخذ عوامل أخرى بعين الاعتبار عند إرسال الإشارات إلى الأقمار الاصطناعية التي تدور حول الأرض، مثل سرعاتها المدارية، على الرغم من أن هذه الأقمار تبعد مسافة تقترب من المسافة بين الساعات البصرية التي نجح الفريق الصيني في مزامنتها. ولفعل ذلك، سيلجأ علماء القياس إلى أحدث التطورات التي تم إحرازها في مجال آخر مختلف تماماً، وهو اتصالات الأقمار الاصطناعية الكمومية.