Jam nuklear bergerak lebih dekat kepada realiti berkat penemuan fizik baharu

Jam nuklear lebih tepat daripada jam atom.

Jam nuklear dianggap jauh lebih berkemampuan daripada jam atom, yang menentukan tempoh satu saat melalui lompatan tenaga dalam elektron atom dan kini merupakan kemuncak ketepatan masa.

Walau bagaimanapun, penyelidik baru-baru ini telah membangunkan teknik yang boleh meningkatkan ketepatan ini dengan mencetuskan dan mengukur ayunan dalam sasaran yang lebih sukar: nukleus atom (nukleus ialah teras atom).

Cara jam nuklear berfungsi: Para saintis mengukur kekerapan denyutan tenaga yang mempengaruhi nukleus atom dengan mengira panjang gelombang dalam isyarat UV. Panjang gelombang boleh menyebabkan peralihan nuklear berayun pada frekuensi yang lebih tinggi, membolehkan ketepatan masa yang lebih tepat. Imej: Institut Piawaian dan Teknologi Negara

Untuk jam nuklear, saintis menggunakan cahaya ultraviolet untuk merangsang nukleus dalam atom torium-229 dalam kristal pepejal. Mereka kemudian mengukur kekerapan denyutan tenaga yang memukul nukleus-setara dengan bandul dalam jam konvensional-dan mengira panjang gelombang dalam cahaya UV menggunakan alat yang dipanggil sikat frekuensi optik.

Menjana lompatan tenaga dalam nukleus memerlukan isyarat frekuensi yang lebih tinggi daripada yang digunakan untuk jam atom. Dengan lebih banyak kitaran gelombang sesaat, kaedah ini dijangka memberikan ukuran masa yang lebih tepat.

Walaupun jam nuklear masih dalam proses, mereka menyedari bahawa ia boleh mengubah bukan sahaja ketepatan masa tetapi juga penyelidikan fizik, malah mempengaruhi cara para saintis mengkaji struktur alam semesta.

Prototaip itu sudah setepat jam atom, dan versi masa depan dijangka lebih tepat dan stabil, menurut penyelidikan yang diterbitkan pada 4 September dalam jurnal Nature.

"Terdapat beberapa faktor yang boleh kami manfaatkan untuk meningkatkan ketepatan," kata pengarang utama Chuankun Zhang, pelajar siswazah di JILA, pusat penyelidikan yang dibiayai oleh University of Colorado Boulder dan Institut Piawaian dan Teknologi Kebangsaan.

Revolusi fizikal?

Seperti yang diketahui, ketepatan jam atom jauh lebih tinggi daripada jam konvensional. Selama beberapa dekad, jam atom telah digunakan dalam teknologi GPS untuk penerokaan angkasa lepas dan ketepatan masa antarabangsa.

Di samping itu, ketepatan dan kestabilan jam atom telah menyediakan para saintis dengan alat penting untuk mengkaji gempa bumi, medan graviti, dan ruang-masa.

Untuk membuat jam nuklear berfungsi, saintis menggunakan cahaya ultraviolet untuk merangsang nukleus dalam atom torium-229. Foto: JILA

Walau bagaimanapun, jam atom juga terdedah kepada penyahsegerakan. Gangguan elektromagnet boleh mengganggu elektron teruja dan menjejaskan ketepatan ketepatan masa, kata Zhang.

Bidang ini mungkin "digesa," kata Dr. Olga Kocharovskaya, profesor emeritus fizik di Texas A&M University, yang tidak terlibat dalam penyelidikan.

Jam nuklear bukan sahaja lebih tepat, tetapi juga lebih ringkas dan lebih mudah alih, tambahnya, kerana tidak seperti jam atom, ia tidak memerlukan keadaan vakum yang tinggi, penyejukan melampau, atau perisai daripada gangguan magnet dan elektrik.

Menurut saintis, walaupun masih terdapat banyak faktor yang perlu dicapai sebelum jam nuklear mengatasi prestasi jam atom atau menggantikannya, penemuan ini menunjukkan bahawa masa itu tidak jauh.

Ha Trang (menurut CNN)

Sumber: https://www.conglukan.vn/dong-ho-hat-nhan-den-gan-thuc-te-nho-nhung-dot-pha-vat-ly-moi-post312059.html