เป็นนาฬิกาส่วน มาตราส่วน: นาฬิกาอะตอมที่พัฒนาขึ้นใหม่จะวัดเวลาโดยพิจารณาจากมวลของอะตอมเดี่ยว งานวิจัยที่ตีพิมพ์ออนไลน์ในวันที่ 10 มกราคมในScienceเป็นที่ถกเถียงกัน แต่สามารถช่วยให้นักวิทยาศาสตร์มีวิธีการวัดเวลาและมวลที่แม่นยำยิ่งขึ้นHolger Müller นักฟิสิกส์จาก University of California, Berkeley กล่าวว่า “นี่เป็นนาฬิกาเรือนแรกที่อิงจากอนุภาคเพียงตัวเดียว “อัตราการฟ้องถูกกำหนดโดยมวลของอนุภาคเท่านั้น”
แนวคิดสำหรับนาฬิกาเกิดจากหลักการควอนตัม
ที่อนุภาคยังทำตัวเป็นคลื่น และในทางกลับกัน โดยเฉพาะอย่างยิ่ง Müller และเพื่อนร่วมงานของเขาต้องการตรวจสอบว่ารูปคลื่นของอะตอมเดี่ยวสั่นบ่อยเพียงใด ซึ่งเป็นปริมาณที่ในกลศาสตร์ควอนตัมเชื่อมโยงกับมวลของอะตอมโดยเนื้อแท้ จากนั้นนักวิจัยก็สามารถใช้การสั่นเหล่านี้ได้ เช่น การแกว่งของลูกตุ้มเพื่อสร้างนาฬิกา
อุปสรรคในแผนของมุลเลอร์คือไม่สามารถวัดความถี่การสั่นของคลื่นของสสารได้โดยตรง ความถี่ของคลื่นเหล่านี้อยู่ที่ประมาณ 10 25เฮิรตซ์ ซึ่งสูงกว่าคลื่นแสงที่มองเห็น 10 เท่า ดังนั้น มูลเลอร์และเพื่อนร่วมงานจึงได้คิดค้นอุปกรณ์ที่สร้างคลื่นสองชุด ชุดแรกอิงจากอะตอมซีเซียมที่อยู่นิ่ง และอีกชุดหนึ่งใช้อะตอมที่เคลื่อนที่ นักวิจัยได้วัดความแตกต่างของความถี่ระหว่างคลื่น และจากนั้นใช้ตัวเลขนั้น ซึ่งก็คือ 100,000 เฮิรตซ์ หรือมากกว่านั้นที่สามารถจัดการได้ เพื่อคำนวณความถี่การแกว่งของซีเซียมที่มีขนาดใหญ่กว่ามากเมื่ออยู่นิ่ง
ด้วยวิธีนี้ Müller สามารถใช้ความถี่คลื่นของอะตอมซีเซียมเพื่อสร้างนาฬิกาที่จะเพิ่มหรือสูญเสียวินาทีหลังจากแปดปี ดีกว่านาฬิกาข้อมือ แต่แม่นยำกว่านาฬิกาอะตอมที่ดีที่สุดในปัจจุบันราวหนึ่งร้อยล้าน ซึ่งนับความถี่ของการปล่อยแสงจากอะตอมเมื่ออิเล็กตรอนปล่อยพลังงานออกมาเล็กน้อย
นักฟิสิกส์ที่ไม่เกี่ยวข้องกับการวิจัยของ Müller
รู้สึกประทับใจกับเทคนิคอันชาญฉลาดของเขา แต่ยังสงสัยเกี่ยวกับศักยภาพของเทคนิคนี้ในการบอกเวลาที่แม่นยำ Vladan VuletiÄ นักฟิสิกส์ควอนตัมที่ MIT กล่าวว่า “ฉันคิดว่ากระดาษมีการขายมากเกินไปเล็กน้อย
นักวิจัยคนอื่นๆ มีข้อโต้แย้งเชิงแนวคิดมากกว่า เนื่องจากไม่มีความถี่ใดที่สั่นอยู่ในอะตอมจริงๆ พวกเขาจึงบอกว่ามันไม่ใช่นาฬิกาเลย Christian Bordé นักฟิสิกส์จากหอดูดาวปารีสกล่าวว่านาฬิกาอาจเป็นตัวเลข แต่ไม่ใช่นาฬิกาจริง มุลเลอร์โต้แย้งว่าความเรียบง่ายของนาฬิกาเป็นคุณลักษณะที่ยิ่งใหญ่ที่สุด: เขากำลังวัดคุณสมบัติควอนตัมที่แท้จริงของอะตอม ซึ่งขึ้นอยู่กับมวลของอะตอมเท่านั้น
อันที่จริง ความสัมพันธ์ระหว่างความถี่และมวลนี้หมายความว่าเทคนิคของMüllerอาจพิสูจน์ได้ว่ามีประโยชน์มากที่สุดในฐานะมาตราส่วนสำหรับการวัดมวล นักวิทยาศาสตร์กำหนดกิโลกรัม ซึ่งเป็นหน่วยพื้นฐานของมวล โดยมีก้อนโลหะเก็บไว้ในห้องนิรภัยของฝรั่งเศส ซึ่งเป็นก้อนที่มีแนวโน้มเพิ่มขึ้นจากการปนเปื้อน ( SN: 11/20/10, p. 12 ) การประชุมใหญ่ระดับนานาชาติเรื่องน้ำหนักและการวัด นำโดย Bordé ต้องการแทนที่สิ่งประดิษฐ์นี้ด้วยมาตรฐานกิโลกรัมตามค่าคงที่ทางกายภาพพื้นฐาน
Müller กล่าวว่าเขาสามารถทำได้โดยการวัดความถี่ของคลื่นสสารเพื่อกำหนดมวลอะตอมอย่างแม่นยำ เมื่อเขาพบมวลของอะตอมหนึ่งแล้ว เขาก็กล่าวว่า มันเป็นเรื่องตรงไปตรงมาที่จะเชื่อมโยงมันกับมวลของอะตอมอื่น เขาจะมีสิ่งที่น่าเชื่อมากมาย แต่มุลเลอร์วางแผนที่จะปล่อยให้กระบวนการทางวิทยาศาสตร์แสดงออกมาเพื่อทดสอบความคิดของเขา “นี่เป็นแนวคิดที่นักฟิสิกส์ไม่เคยคิดมาก่อน” เขากล่าว “ความถี่นี้ไม่สามารถวัดได้จนถึงขณะนี้”
แนะนำ : ข่าวดารา | กัญชา | เกมส์มือถือ | เกมส์ฟีฟาย | สัตว์เลี้ยง
