شارك
الرئيسية
2 دقائق ما هي الساعة الذرية؟
هي الساعة التي تستخدم ترددات رنين معينة للذرات (عادة السيزيوم أو الروبيديوم) للحفاظ على الوقت بدقة قصوى. يتم تنظيم المكونات الإلكترونية للساعات الذرية من خلال تردد الإشعاع الكهرومغناطيسي ذو الموجات الميكروية (ميكروويف) الناتجة عن هذه الذرات.
لماذا تم اختراع الساعة الذرية؟
قام الدكتور هارولد ليونز، عالم الفيزياء الذرية باختراع أول ساعة ذرية في العالم في عام 1949، في المكتب الوطني للمعايير، بدافع الحاجة إلى معيار توقيت يسمح لمحطات الراديو بالبقاء على التردد المخصص لها. ووجد أن الساعات الذرية تضبط الوقت بشكل أفضل من حركة النجوم، ودوران الأرض.
وتقوم الساعات الذرية بالحفاظ على معيار التوقيت العالمي (UTC). وهو أساس التوقيت المدني اليوم. مع العلم بأن تحديد معيار 24 ساعة الرئيسي للأرض يتم باستخدام ساعات ذرية عالية الدقة جنباً إلى جنب مع دوران الأرض.
وتُستخدم الساعات الذرية على متن الأقمار الصناعية في نظام تحديد المواقع العالمي(GPS) التي تدور حول الأرض، ولكن يجب إرسال تحديثات لها مرتين يومياً لتصحيح الانحراف الطبيعي للساعات.
ما مدى دقة الساعات الذرية؟
إن الساعات الذرية أكثر دقة بنحو 50 مرة بالمقارنة مع أفضل نماذج الساعات الأخرى الموجودة، ومعدل الخطأ لديها يقدر بثانية واحدة فقط لكل 100 مليون سنة، لهذا تعد الساعات الذرية من بين أجهزة ضبط الوقت الأكثر دقة في التاريخ.
لماذا تعد الساعات الذرية ثابتة في قياسها حول العالم؟
يعود هذا إلى اعتمادها على الذرات التي تتذبذب بترددات متسقة للغاية، وهذه الترددات تعمل بشكل مشابه للبندول في الساعة العادية. وهذا ما يجعل من الساعات الذرية ثابتة في قياسها حول العالم، فلو أخذنا الساعة المعتمدة على ذرات السيزيوم وقسنا تردد ذبذباتها في مكان معين، فسوف يكون بنفس التردد تماماً مثل أي ذرة أخرى من السيزيوم حول العالم، لكن لا يزال التوليف بين الساعات المختلفة ضرورياً لعيارها كي تصبح موحدة في التذبذب.
هل الساعات الذرية مشعة؟
الساعات الذرية ليست مشعة، فهي لا تعتمد على الاضمحلال الذري، وكلا الساعتين التقليدية والذرية يستندان على مبدأ التردد. لكن التذبذب في الساعة الذرية يقع بين نواة الذرة والإلكترونات المحيطة بها، بينما في الساعة الميكانيكية يكون التردد بين النوابض والكتل.
هل هناك ساعات أدق من الساعة الذرية؟
تعد ساعات ضبط الوقت البصرية الجديدة، أكثر موثوقية بمقدار 10 مرات من الساعات الذرية للسيزيوم. يعمل ضابط الوقت الجديد هذا على مبدأ ذرات السترونتيوم المحاصرة، ولديها معدل تراكم خطأ قليل جداً، يبلغ 48 بيكو ثانية على مدار 34 يوماً من التشغيل، ما يجعله أكثر موثوقية بمقدار 10 مرات من ساعات السيزيوم الحالية.
- مقالات ذات صلة على الموقع: