أدق ساعة ذرية في العالم

mercredi, 17 févr. 2021

أدق ساعة ذرية في العالم هو موضوع حديثنا اليوم، لذلك نظراً لأهمية هذا الأمر وزيادة الطلب عليه فلقد سعت masrynews4all لتقديم أهم المعلومات التي تخصه لكم في هذا المقال بالإضافة إلى ميكانيزم تشغيل هذا النوع المتميز من الساعات، وأشهر أنواعها وأكثر من ذلك أيضاً إن كان يهمك هذا الموضوع فما عليك سوى قراءة هذا المقال بتركيز تام.

أدق ساعة ذرية في العالم وأهم المعلومات المرتبطة بها،،،

أدق ساعة ذرية في العالم

قبل أن نتحدث عن أدق ساعة ذرية في العالم علينا أن نعلم ما هو مفهوم الساعة الذرية من الأساس، والتي يطلق عليها باللغة الإنجليزية Atomic clock.

ما هي الساعة الذرية

الساعة الذرية هي عبارة عن جهاز يستخدم لتحديد الفترات الزمنية من خلال عمل قياس للترددات الخاصة بالموجات الكهرومغناطيسية التي صدرت بواسطة جزئيات أو ذرات محددة.

الساعة الذرية يتم تشغيلها من خلال عدد من الترددات التي تتمتع بالانتظام الشديد.

ومن الجدير بالذكر أن أدق ساعة ذرية في العالم تشهد تغيير هائل ولكن لا يتخطى هذا التغيير الذي قد تشهده سواء كان لتقدم أو تأخر فترة الثانية الواحدة كل 1000000 عام.

هناك عدد من العوامل التي تتأثر بها هذه الساعة على سبيل المثال:

عوامل جوية مثل تغيرات درجات الحرارة
تآكل عدد من أجزاء الساعة

لماذا صممت الساعة الذرية

عليك أن تعلم أن الساعة الذرية هي نوع من أنواع الساعات الذي يعتمد في ضبط وقته على ترددات الرنين الذرية وصممت لتكون من أدق الساعات الموجوده في العالم.

وتصنف في وقتنا الحالي عن أنها من الساعات الأدق عالمياً من حيث التوقيت.

وتبعاً لأحدث الإحصائيات التي تخص هذا النوع من الساعات حيث أثبتت أن معدل الخطأ بها لا يتخطى الثانية الواحدة كل ثلاثة ملايين عام على الأغلب.

وهذا الأمر جعل الساعة الذرية بمثابة معيار صريح يشير بالتوقيت في العالم بأكمله.

Atomic clock

ميكانيزم تشغيل الساعات الذرية

ميكانيزم تشغيل الساعات الذرية لا يعتمد على نشاط الإشعاع كما يظن كثير من الناس، بل يعتمد على إشعاع راديوي شامل لمدى ميكرويف الذرات.

كيف تعمل ساعة السيزيوم الذرية

تعمل ساعة السيزيوم الذرية كمثيلتها من الساعات الذرية من خلال الإشعاع الراديوي الناتج عن تبديل مراحل الطاقة بالذرة على وجه الخصوص عندما تنتقل الإلكترونات من مرحلة عالية لمرحل أقل منها.

من الجدير بالذكر أن عنصر السيزيوم Caesium يعد الأول من حيث الاستخدام مع الساعات الذرية.

وهذا في الوقت الذي أتفق فيه بوضع تعيين وتعريف للثانية سنة 1967م.

فأطلق على الثانية في هذا الوقت على أنها المدة الأساسية لإجراء 9.192.631.770 دورة إشعاعية متكاملة أو ذبذبة من التي تواجه ارتحال الإلكترونات بين 2 مرحلة أساسية من الطاقة بذرة سيزيوم -133.

في حين أن ذلك التعريف للثانية استبدل بتعريف الثانية الضوئي نتيجة للنظرية النسبية بعد ذلك الوقت.

إلا أن هذا لم يجعلنا نتخلى عن التعريف الاعتيادي له لأن تعريفه الاعتيادي صحيح أيضاً بنسبة 100 %.

فالقياسات المستخدمة في الأساس تكون في فئة المجموعة الشمسية أي بالفئة المرجعية ذاتها.

تستطيع تلخيص فهم أدق ساعة ذرية في العالم وميكانيزم عملها باختصار شديد في أنها تضم فجوة من المعدن تحتوي على غاز وتلائم الموجات التابعة للميكروويف.

هذه الفجوة أو الثغرة متاحة مضبوطة بأعلى دقة ممكنة، فهي تلائم إشارة التردد التي نشأت فيها.

فبعد ذلك يكون بداية نمو ترددات الرنين المتذبذبة.

من الجدير بالذكر أن هذه الخطوة تتطلب استغراق عدد من الوقت إلا أن تثبت العملية الخاصة بالرنين الترددي ثم تظل الساعة الذرية على استعداد للتشغيل دوماً.

بشكل مباشر عليك أن تعلم أنه يوجد مصاعب لا حصر لها في إنشاء الدوائر الخاصة بالتحكم بالساعة الذرية.

إقرأ أيضًا: من أكتشف المضادات الحيوية؟ وكيف كانت الصدفة هي السبب في هذا الإكتشاف بالضغط هنا

أدق ساعة ذرية في العالم وأشهرهم

الساعة الذرية التي تحتل على أكبر مكانة شهرة وتعد أدق ساعة ذرية في العالم هي ساعة السيزيوم Caesium.

تلي هذه الساعة من حيث الدقة ساعة الروبيديوم Rubidium، وبالرغم من أن هذه الساعة هي أقل دقة إذا ما تم مقارنتها مع ساعة Caesium إلا أنها ذات سعر أقل بكثير.

سعر الساعة الذرية المصنوعة من السيزيوم Caesium يتخطى الآلاف من الدولارات.

أما بالنسبة إلى سعر الساعة الذرية المصنوعة من الروبيديوم Rubidium فقد يصل إلى مائتان دولاراً أمريكياً.

ومن الجدير بالذكر أن الساعة الذرية شهدت تطور ضخم منذ عصر الستينات إلى وقتنا الحالي.

فحين تم صدورها كانت دقتها من 9 إلى 10 أي بمعدل خطأ للثانية كل ثلاثمائة عام.

أما في الوقت الحالي تحديداً في بداية الألفية الثانية تطورت هذه الدقة وأصبحت ما بين 10 إلى 14 أي بمعدل خطأ للثانية كل ثلاثة ملايين عام.

ولكن إذا تحدثنا عن الأحجام فنلاحظ أنها لا تزال كبيرة إلى حد هائل، فأقل حجم ممكن يبلغ 10*10* سنتيمتر.

ومن جهة أخرى الساعات الذرية تستنفذ قدرة لا تتخطى 100 مللي وات.

ميزات ووظائف أدق ساعة ذرية في العالم

أشهر وأهم ميزات للساعة الذرية، ووظائفها المتعددة تتمثل في النقاط التالية:

- الساعة الذرية لها دور أساسي في الحياة اليومية لكل شخص

فهي يتم الاعتماد عليها مع خوادم عدة للوقت. ومتوافر منها 2 نوع إحداهما مستقل ولكن هذا النوع ثمنه غالي والآخر يتمتع بميزة ضبط الوقت مرة أخرى بشكل تلقائي من خلال قمر GPS الخاص بنظام تخصص أي موقع عالمي.

- يتم الاعتماد عليها مع التطبيقات التي بحاجة إلى مقاييس زمنية ذات دقة عالية

على سبيل المثال الأقمار الخاصة بتجديد الاحداثياتGPS التي من خلالها يتم عمل تهيئة لشبكة الإنترنت في العالم بأكمله وأيضاً يتم عمل النظام العالمي للملاحة.

- اختيار أماكن الأجرام السماوية

لا تمتاز أدق ساعة ذرية في العالم باختيار أماكن الأجرام السماوية فقط بل تمتاز بقدرتها على مراقبة الحركة الخاصة بالمركبات الفضائية.

بالإضافة إلى أنها تتمتع بميزة أخرى ذات صلة بهما وهي تتلخص في القدرة على تحديد وقت النجوم والكواكب وظهور عدد من الظواهر الفلكية الأساسية.

- تهيأ الشبكات الخاصة بالاتصالات اللاسلكية والسلكية وتضبط من خلال الساعة الذرية

ليس هذا فقط بل يتم أيضاً ضبط الشبكات الضوئية والشبكات الخاصة بالتوزيع.

بالإضافة إلى تتمتعها بميزة تهيئة الحركة الخاصة بالمواصلات العامة وأيضاً الطائرات لأنها تعطي أعلى دقة ممكنة وأقصى درجات الأمان.

أسئلة هامة عن الساعات الذرية

هذه الفقرة مخصصة لتقديم أسئلة وإجابات تفصيلية شائعة عن الساعات الذرية، والتي تتمثل في النقاط التالية:

- ما هي دقة الساعات الذرية؟

بشكل مباشر تتلخص إجابة هذا السؤال في أن الساعات الذرية شهدت تطور هائل في دقتها بمرور الوقت.

هذا التطور أثر عليها إيجاباً حيث أصبحت نسبة الخطأ لا تتخطى 0.02 نانو ثانية باليوم.

ففي حالة أننا رغبنا في أن نقوم بحساب نسبة الخطأ بالزمن الذي شهدته الأرض منذ أن نشأت أي بمرور 4.5 مليار عام نجد أنها لا تتخطى الثلاثين ثانية.

صدرت الساعة الذرية FOCS 1 سنة 2004 بسويسرا التي أساس صناعتها هو السيزيوم Caesium المبرد وذلك بصورة رسمية.

معدل الخطأ لهذه الساعة لا يتخطى الثانية الواحدة كل ثلاثين مليون عام.

- كم حجم الساعة الذرية؟

مع الأسف عند الرغبة في التعرف على كم حجم الساعة الذرية عليك أن تعلم أن حجم الساعة الذرية ليس بصغير.

فأصغر ساعة ذرية متوافرة تأتي بهذه الأبعاد: 10 سم × 10 سم × 10 سم

إقرأ أيضا: جهاز كشف الكذب بالضغط هنا

إقرأ أيضًا: My Etisalat

ليصلك كل ما هو جديد ومفيد وصحي برجاء الإعجاب بصفحتنا على الـ FaceBook

عن كاتب المقال

كاتب ومحرر اخبار اعمل في موقع masrynews4all .

عرضاخفاءالتعليقات

الغاء

أدق ساعة ذرية في العالم