الساعة الأحدث والأكثر دقة مع الأيونات المشحونة

الساعة الأحدث والأكثر دقة مع الأيونات المشحونة
الساعة الجديدة والأكثر دقة مع الأيونات المشحونة - يتحكم العلماء في الذرات المحايدة في مختبر آدم كوفمان في جامعة كولورادو بولدر باستخدام نظام المصيدة البصرية. توجد الذرات المحاصرة في الحقل الأخضر المضيء. بفضل آدم كوفمان

أصبحت الساعة التي تم إنشاؤها حديثًا أقل حساسية للتأثيرات الخارجية وأكثر حساسية للطبيعة النووية للأيونات. عدم اليقين الجزئي 10-18  أو حوالي ثانية واحدة في 30 مليار سنة ، توفر الساعات الضوئية قياسات التردد الأكثر دقة حتى الآن.

حتى الآن ، استخدم الجميع ذرات محايدة أو مشحونة بشكل غريب ، ولكن تم اقتراح أيونات عالية الشحنة (YYIs) ، والتي تفتقر إلى بعض أو حتى معظم الإلكترونات ، كبديل محتمل. بالمقارنة مع نظرائه المحايدة أو أحادية الشحنة ، فإن الإلكترون الخارجي مرتبط بشكل أكثر إحكامًا في YYD. نتيجة لذلك ، يكون الإلكترون أقل حساسية للقوى الكهرومغناطيسية الخارجية. كما أن لها تأثيرًا أكبر على نواة الأيون.

ساعات أيون عالية الشحن

ومع ذلك ، واجهت الساعات القائمة على RCA تحدياتها. على سبيل المثال ، يصعب تبريد التهابات LTI. يجب أن تستهلك الأيونات قدرًا كبيرًا من الطاقة للوصول إلى درجات حرارة الملي كلفن المطلوبة لمدة ساعة واحدة في ظروف ميجا كلفن المطلوبة لإنتاج مثل هذا التأين المرتفع. بالإضافة إلى ذلك ، يعد التبريد المباشر بالليزر لـ YYi أمرًا صعبًا نظرًا لحقيقة أن التحولات المسموح بها تحدث خارج الأطوال الموجية الضوئية. اكتشف العلماء مؤخرًا حلًا بديلًا يسمى التبريد الودي ، والذي يستخدم تفاعل كولوم لإبطاء YYi المحيط.

أظهر بيت شميدت من المعهد الوطني للقياس في ألمانيا وزملاؤه مؤخرًا أول ساعة بصرية HCI بناءً على هذه التطورات وغيرها. أيون الأرجون Ar مع خمسة إلكترونات فقطأجرى أكثر من 13 عدم اليقين الجزئي لساعات إثبات المفهوم باستخدام 2.2 × 10-17 كنت.

تردد Ar13 + هو أيون إيتربيوم واحد. 171Yb+ محسوبة على أساس ساعة واحدة من الاستخدام.

اكتشف شميدت وزملاؤه أن التمدد الزمني الناجم عن الحركات الصغيرة لأيون آر في مصيدة الأيونات هو السبب الرئيسي لعدم اليقين في الساعة الجديدة. يجب أن تكون تصاميم المصائد المستقبلية قادرة على القضاء على هذه المشكلة وعدم اليقين الذي يتبعها.

استخدم الباحثون هذا النظام لقياس المكون الكهروديناميكي الكمومي للارتداد النووي لأول مرة في نظام متعدد الإلكترونات.

اثنين من النظائر  40Arأجرى أكثر من 13 و 36Arأجرى أكثر من 13 سمح فرق التردد بينهما بحساب الارتداد الكلي.

كانت النتيجة أكثر دقة بما يقرب من تسعة أوامر من حيث الحجم من القياسات السابقة لتحول النظائر وكانت دقيقة بما يكفي لمقارنتها بشكل مفيد بتنبؤات التركيب الذري.

اكتشف شميدت وزملاؤه أنه على الرغم من التغاضي عن تأثيرات الديناميكا الكهربية الكمومية غالبًا في الأدبيات ، فإن التنبؤات النظرية والنتائج التجريبية تتفق فقط عند أخذ هذه التأثيرات في الاعتبار.

يجب أن تكون LTIs الأخرى قادرة على استخدام أساليب الباحثين. بالإضافة إلى الديناميكا الكهربية الكمومية ، فإن انتقالات الساعة YYI حساسة للغاية للتغيرات المحتملة في ثابت البنية الدقيقة وبعض العناصر المرشحة للمادة المظلمة.

المصدر: Physicstoday - Heather M. Hill

Günceleme: 13/11/2022 23:35

إعلانات مماثلة

كن أول من يعلق

Yorumunuz