นาฬิกาปรมาณูตัวหนึ่งสามารถติดตามเวลาได้ภาย เว็บสล็อตเว็บตรง สล็อตฝากถอนไม่มีขั้นต่ำ 1 บาท ในหนึ่งวินาทีมากกว่า 300 พันล้านปี
โดย ราหุล ราว | เผยแพร่ 17 ก.พ. 2565 18:00 น
ศาสตร์
นาฬิกาอะตอมที่ JILA สถาบันมาตรฐานและเทคโนโลยีแห่งชาติ
นาฬิกาอะตอมที่ JILA สถาบันมาตรฐานและเทคโนโลยีแห่งชาติ เจคอบสัน/NIST
สำหรับประวัติศาสตร์ของมนุษย์ส่วนใหญ่ เรารักษาเวลาโดยตำแหน่งของโลกในอวกาศ ส่วนที่สองคือการแบ่งย่อยของวันคุ้มครองโลก และต่อมาคือปีโลก: ช่วงเวลาถูกกำหนดโดยตำแหน่งที่โลกอยู่ แล้วนาฬิกาอะตอมก็มาถึง
นักวิทยาศาสตร์ได้เจาะลึกเข้าไปในอะตอมของธาตุซีเซียม
ซึ่งกระบวนการที่เรียกว่าไฮเปอร์ไฟน์ทรานสิชั่นจะปล่อยและดูดซับไมโครเวฟ ซึ่งนักวิทยาศาสตร์สามารถจับเวลาได้อย่างแม่นยำมากด้วยความช่วยเหลือของคริสตัลควอตซ์ที่สั่นสะเทือน นั่นเป็นรากฐานของวิธีการวัดเวลาของนักวิทยาศาสตร์ในปัจจุบัน และทำให้พวกเขาสร้างคำจำกัดความที่ถูกต้องมากขึ้นของวินาทีในปี 1967
คำจำกัดความนั้นไม่ได้เปลี่ยนแปลงอย่างมีนัยสำคัญในกว่าครึ่งศตวรรษ และไม่มีจังหวะเวลาของนาฬิกาอะตอมที่ใช้สร้างมัน นาฬิกาเหล่านั้นจะไม่สูญหายแม้แต่วินาทีเดียวนับตั้งแต่การสูญพันธุ์ของไดโนเสาร์ แต่นาฬิกาอะตอมที่ดีกว่าอยู่ที่นี่แล้ว และมีประโยชน์มากกว่าแค่การรักษาเวลา พวกมันเป็นเครื่องมือทางฟิสิกส์ที่ยอดเยี่ยมเช่นกัน
ตอนนี้ สองกลุ่มที่แตกต่างกันได้สร้างนาฬิกาที่สามารถวัดฟิสิกส์ที่ละเอียดอ่อนภายในตัวนาฬิกาได้ ทีมวิจัยได้ตีพิมพ์ผลงานของตนในบทความสอง ฉบับในวารสาร Nature เมื่อวันที่ 16 กุมภาพันธ์ นาฬิกาใหม่เหล่านี้สามารถวัดหนึ่งในการคาดการณ์ของ Albert Einstein ซึ่งเป็นการคาดคะเนเวลาอันเนื่องมาจากแรงโน้มถ่วงในระดับที่เล็กที่สุด
นาฬิกาปรมาณูล้ำสมัย เช่น นาฬิกาเหล่านี้ไม่ใช้ซีเซียมหรือควอตซ์ แทนที่จะเป็นโครงสร้างแบบแพนเค้กของอะตอมสตรอนเทียมที่เย็นจัด ผู้ปฏิบัติงานสามารถควบคุมอะตอมได้โดยใช้เลเซอร์ที่ปล่อยแสงที่มองเห็นได้ ดังนั้นจึงเรียกว่า “นาฬิกาออปติคัล”
นาฬิกาออปติคอลดังกล่าวมีอยู่ที่มหาวิทยาลัยวิสคอนซินแมดิสัน นาฬิกาเรือนนี้บรรจุแพนเค้กสตรอนเทียมหกอัน—นาฬิกาเล็กกว่าหกเรือน—ในโครงสร้างเดียวกัน (ตัวเลขนั้นไม่มีอะไรพิเศษ พวกเขาสามารถบวกได้มากหรือน้อย “Six ค่อนข้างจะไร้เหตุผล” Shimon Kolkowitzนักฟิสิกส์จาก University of Wisconsin-Madison กล่าว)
นาฬิกาของเมดิสันสามารถจับเวลาได้ภายในหนึ่งวินาทีมากกว่า 300 พันล้านปี ซึ่งยาวนานกว่าอายุของจักรวาลถึง 20 เท่า นั่นน่าจะเป็นสถิติโลก แต่นาฬิกาเรือนนี้ไม่ใช่นาฬิกาที่ทรงพลังที่สุด เหนือกว่านาฬิกาหลายนาฬิกาอีกตัวที่ JILA ซึ่งเป็นโครงการร่วมของสถาบันมาตรฐานและเทคโนโลยีแห่งชาติ (NIST) และมหาวิทยาลัยโคโลราโด โบลเดอร์
[ที่เกี่ยวข้อง: นักวิจัยเพิ่งเชื่อมโยงนาฬิกาอะตอมสามนาฬิกา และมันสามารถเปลี่ยนอนาคตของการจับเวลาได้ ]
การมี “นาฬิกา” หลายเรือนในเครื่องเดียวกันอาจไม่จำเป็นสำหรับการบอกเวลา (เช่น คุณดูนาฬิกาอะไร) แต่มันทำให้คุณสามารถเปรียบเทียบนาฬิกากับนาฬิกาแต่ละเรือนได้ เนื่องจากนาฬิกาเหล่านี้แม่นยำมาก จึงสามารถวัดฟิสิกส์ได้อย่างแม่นยำ ตัวอย่างเช่น กลุ่มโบลเดอร์สามารถทดสอบการขยายเวลาภายในอุปกรณ์เดียว
Tobias Bothwellนักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษาที่ JILA
และ NIST กล่าวว่า “จนถึงขณะนี้ เป็นสิ่งที่คุณพบโดยการเปรียบเทียบนาฬิกาที่แยกจากกันตามระยะทาง
ตามทฤษฎีสัมพัทธภาพ เวลาจะช้าลงเมื่อคุณเข้าใกล้ความเร็วแสง สนามแรงโน้มถ่วงสามารถทำให้เกิดการชะลอตัวเช่นเดียวกันได้เช่นกัน: ยิ่งสนามแข็งแกร่งมากเท่าไหร่ก็ยิ่งขยายเวลาได้มากขึ้นเท่านั้น เอาโลก. ยิ่งคุณอยู่ใกล้ศูนย์กลางของโลกมากเท่าไหร่ แรงโน้มถ่วงของโลกก็จะยิ่งดึงคุณลงมา และยิ่งคุณสัมผัสได้ถึงการขยายตัวของเวลามากขึ้นเท่านั้น
ที่จริงแล้ว คุณกำลังประสบกับเวลาช้ากว่านกที่อยู่เหนือหัวของคุณ และสิ่งที่อยู่ใต้เท้าของคุณนั้นกำลังประสบกับเวลาช้ากว่าที่คุณเป็นจริงๆ แก่นโลกจริงๆ แล้ว อายุน้อย กว่าเปลือกโลก2.5 ปี นั่นอาจฟังดูเยอะ แต่เมื่อเทียบกับประวัติศาสตร์โลกของเราที่มีมายาวนานถึง 4.6 พันล้านปี กาลเวลาไม่ได้ลดลงแม้แต่น้อย ทว่านักวิทยาศาสตร์ได้วัดความแตกต่างเล็กๆ น้อยๆ เหล่านี้มานานหลายทศวรรษแล้ว โดยใช้ทุกอย่างตั้งแต่รังสีแกมมาไปจนถึงสัญญาณวิทยุไปจนถึงดาวอังคารไปจนถึงนาฬิกาอะตอม
ในปีพ.ศ. 2514 นักวิทยาศาสตร์สองคนถือนาฬิกาอะตอมไว้บนเที่ยวบินเชิงพาณิชย์และบินไปทั่วโลก โดยหนึ่งนาฬิกาในแต่ละทิศทาง พวกเขาวัดความแตกต่างเล็กน้อยหลายร้อยนาโนวินาทีซึ่งเป็นการคาดการณ์ที่ตรงกัน ในปี 2020 นักวิทยาศาสตร์ใช้นาฬิกา 2 เรือนโดยหนึ่งนาฬิกาสูงกว่าอีก 1,480 ฟุตที่โตเกียวสกายทรี และพบความแตกต่างที่พิสูจน์ว่าไอน์สไตน์ถูกต้องอีกครั้ง
การทดลองเหล่านี้แสดงให้เห็นว่าสัมพัทธภาพเป็นสากล Alexander Aeppliนักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษาที่ JILA และ NIST กล่าวว่า “ทุกอย่างเหมือนกันทั่วโลก” “ถ้าคุณวัดได้หนึ่งเซนติเมตรที่นี่ คุณก็วัดที่อื่นได้หนึ่งเซนติเมตร”
NIST ลดลงถึงระดับเซนติเมตรแล้ว ในปี 2010 นักวิทยาศาสตร์ที่ NIST ได้ทำการวัดที่คล้ายกันโดยใช้นาฬิกาที่แตกต่างกันโดยห่างกันประมาณหนึ่งฟุต
ในการศึกษาใหม่ชิ้นหนึ่ง แพนเค้กสตรอนเทียมสองชิ้นในเครื่องเดียวถูกแยกออกจากกันโดยมีค่าน้อยกว่าหนึ่งมิลลิเมตร หลังจากรวบรวมข้อมูล 90 ชั่วโมง กลุ่มโบลเดอร์สามารถแยกแยะความแตกต่างเล็กน้อยในแสง ทำให้การวัดแม่นยำยิ่งขึ้นกว่าเมื่อก่อนถึง 50 เท่า
การบันทึกสำหรับการวัดก่อนหน้านี้เป็นการสังเกตการขยาย—ความแตกต่างในความถี่ของแสง—เป็นทศนิยม 19 ตำแหน่ง โบธเวลล์กล่าว “ตอนนี้ เราไปถึง 21 หลักแล้ว…โดยปกติ เมื่อคุณเลื่อนทศนิยมหนึ่งตำแหน่ง คุณจะตื่นเต้น แต่เราโชคดีที่ได้อยู่ในตำแหน่งที่เราสามารถไปได้สองคน”
Kolkowitz กล่าวว่าสิ่งเหล่านี้เป็น “ผลลัพธ์ที่สวยงามและน่าตื่นเต้นมาก”
แต่ Kolkowitz ซึ่งไม่ได้เป็นส่วนหนึ่งของการศึกษาของ NIST กล่าวว่านาฬิกาของ NIST มีข้อเสียอย่างหนึ่ง: การนำออกจากห้องแล็บไม่ใช่เรื่องง่าย “กลุ่ม NIST มีเลเซอร์ที่ดีที่สุดในโลก และไม่สามารถพกพาได้มากนัก” เขากล่าว เว็บสล็อตเว็บตรง สล็อตฝากถอนไม่มีขั้นต่ำ 1 บาท
