نجح باحثون في جامعة “أديلايد” في اختبار ساعة ذرية بصرية محمولة في البحر، فيما يقولون إنه أول عرض بحري لساعة ذرية بصرية مبردة بالليزر.

ما الساعات الذرية؟

قام الفريق، من معهد الفوتونيات والاستشعار المتقدم (IPAS) التابع للجامعة، بتطوير الجهاز وتجربته على متن سفينة تابعة للبحرية الملكية الأسترالية في يوليو 2024. وتم الإبلاغ عن النتائج في ورقة بحثية نشرت في مجلة Optica .

توفر الساعات الذرية دقة عالية في ضبط الوقت، وهو ما يدعم تقنيات مثل نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) وشبكات الاتصالات وعلم الفلك الراديوي.

مع ذلك، تعمل الأنظمة عالية الأداء عادةً في بيئات مختبرية مضبوطة، ولم تصمم عمومًا للنقل أو التشغيل في ظروف ميدانية قاسية.

جهاز جامعة أديلايد عبارة عن ساعة ذرية بصرية محمولة تستخدم ذرات الإيتربيوم المبردة بالليزر.

من خلال تبريد الذرات بالليزر وقياس الانتقال الذري، تستطيع الساعة تتبع الوقت بدقة أكبر من الأنظمة التقليدية.

بحسب البروفيسور أندريه لويتن، كبير المبتكرين في معهد الدراسات المتقدمة في الفيزياء الفلكية وقائد المشروع. كان الهدف هو نقل الأداء المختبري إلى نظام يمكن تشغيله خارج المختبر.

فيما أضاف: “حتى الآن، كانت الساعات الأكثر دقة محصورة إلى حد كبير في المختبرات المتخصصة. لكن يظهر عمل الفريق أنه يمكن تحقيق هذا النوع من الأداء في نظام محمول يعمل خارج المختبر”.

خلال التجربة، نُقلت الساعة من المختبر، ووضعت على متن السفينة الحربية. وشغّلت بشكل متواصل لعدة أيام في البحر.

وأفاد الباحثون بأن النظام حافظ على نفس مستوى الأداء الذي لوحظ خلال الاختبارات المعملية. على الرغم من الاهتزازات والحركة وتغيرات درجة الحرارة.

تحظى الساعات الذرية المحمولة باهتمام كبير لتطبيقاتها المحتملة. بما في ذلك أنظمة الملاحة التي يمكن أن تعمل عندما تكون إشارات الأقمار الاصطناعية غير متوفرة أو معطلة.

التبريد بالليزر

بالإضافة إلى تحسين التزامن لشبكات الاتصالات، والاستخدامات العلمية مثل علم الفلك الراديوي التي تعتمد على التوقيت الدقيق.

في الوقت نفسه تم دعم هذا العمل من قبل مجموعة علوم وتكنولوجيا الدفاع. وتم تمويله من خلال صندوق تكنولوجيا الجيل القادم التابع للحكومة الأسترالية. والذي يديره الآن مسرع القدرات الاستراتيجية المتقدمة.

بينما قال الباحثون إنهم يواصلون تحسين التكنولوجيا ويخططون لعمليات نشر ميدانية إضافية. من أجل توفير ساعات محمولة فائقة الدقة للتطبيقات العلمية والتجارية والدفاعية.

وأخيرًا، تم نشر الورقة البحثية بعنوان “ساعة شعاع الإيتربيوم المحمولة المبردة بالليزر والمبنية على انتقال بصري ضيق للغاية”. وذلك في مجلة Optica (DOI: 10.1364/OPTICA.584095).

المصدر: smartcitiestech.