التخطي إلى المحتوى الرئيسي

من الذي يقرر كم هي ثانية؟-أسئلة- freak science society

 

من الذي يقرر كم هي ثانية؟

 

 

في عام 1967، اجتمع باحثون من جميع أنحاء العالم للإجابة على سؤال علمي طويل الأمد -ما هي مدة الثانية؟ قد يبدو واضحا في البداية. الثانية هي دقات الساعة، تأرجح البندول، الوقت الذي يستغرقه العد إلى واحد. ولكن ما مدى دقة تلك القياسات؟ ما هو هذا الطول على أساس؟ وكيف يمكننا أن نحدد علميًا هذه الوحدة الأساسية من الوقت؟

 

من الذي يقرر كم هي ثانية؟-أسئلة- freak science society



بالنسبة لمعظم تاريخ البشرية، كانت الحضارات القديمة تقيس الوقت بتقويمات فريدة تتبعت المسيرة الثابتة لسماء الليل. في الواقع، لم يتم تقديم الثانية كما نعرفها حتى أواخر القرن الخامس عشر الميلادي، عندما بدأ التقويم الغريغوري بالانتشار في جميع أنحاء العالم جنبًا إلى جنب مع الاستعمار البريطاني. عرف التقويم الغريغوري اليوم بأنه ثورة واحدة للأرض حول محورها. يمكن تقسيم كل يوم إلى 24 ساعة، وكل ساعة إلى 60 دقيقة، وكل دقيقة إلى 60 ثانية. ومع ذلك، عندما تم تعريفها لأول مرة، كانت الثانية فكرة رياضية أكثر من كونها وحدة زمنية مفيدة. كان قياس الأيام والساعات كافياً لمعظم المهام في المجتمعات الرعوية. لم يكن الأمر كذلك حتى أصبح المجتمع مترابطًا من خلال السكك الحديدية سريعة الحركة حيث احتاجت المدن إلى الاتفاق على ضبط الوقت بدقة. بحلول الخمسينيات من القرن الماضي، تطلبت العديد من الأنظمة العالمية حساب كل ثانية بشكل مثالي وبأكبر قدر ممكن من الدقة. وماذا يمكن أن يكون أكثر دقة من المقياس الذري؟

 

في وقت مبكر من عام 1955، بدأ الباحثون في تطوير الساعات الذرية، والتي اعتمدت على قوانين الفيزياء الثابتة لإنشاء أساس جديد لضبط الوقت. تتكون الذرة من إلكترونات سالبة الشحنة تدور حول نواة موجبة الشحنة بتردد ثابت. تحافظ قوانين ميكانيكا الكم على هذه الإلكترونات في مكانها، ولكن إذا عرّضت ذرة لمجال كهرومغناطيسي مثل الضوء أو موجات الراديو، يمكنك أن تزعج اتجاه الإلكترون قليلاً. وإذا قمت بتعديل الإلكترون لفترة وجيزة بالتردد الصحيح فقط، فيمكنك إنشاء اهتزاز يشبه البندول الموقوت.

 

على عكس البندولات العادية التي تفقد الطاقة بسرعة، يمكن للإلكترونات أن تدق لعدة قرون. للحفاظ على الاتساق وتسهيل قياس القراد، يقوم الباحثون بتبخير الذرات، وتحويلها إلى حالة أقل تفاعلية وتقلبًا. لكن هذه العملية لا تبطئ من سرعة تكتك الذرة بشكل ملحوظ. يمكن أن تتذبذب بعض الذرات أكثر من تسعة مليارات مرة في الثانية، مما يمنح الساعات الذرية دقة لا مثيل لها لقياس الوقت. وبما أن كل ذرة من نظير عنصري متطابقة، يجب أن ينتج باحثان يستخدمان نفس العنصر ونفس الموجة الكهرومغناطيسية ساعات متسقة تمامًا.

ولكن قبل أن يصبح ضبط الوقت ذريًا بالكامل، كان على البلدان أن تقرر أي الذرة سيكون أفضل. كان هذا هو النقاش في عام 1967، في المؤتمر العام الثالث عشر للجنة الدولية للأوزان والمقاييس. يوجد 118 عنصرًا في الجدول الدوري، ولكل عنصر خصائصه الفريدة. لهذه المهمة، كان الباحثون يبحثون عن عدة أشياء. يحتاج العنصر إلى تذبذب إلكتروني طويل الأمد وعالي التردد لعرض الوقت بدقة وطويلة الأمد. لتتبع هذا التذبذب بسهولة، يحتاج أيضًا إلى دوران كمي يمكن قياسه بشكل موثوق -بمعنى اتجاه المحور الذي يدور حوله الإلكترون -بالإضافة إلى بنية بسيطة لمستوى الطاقة -مما يعني أن الإلكترونات النشطة قليلة وحالتها سهلة تحديد. أخيرًا، يجب أن يكون التبخير سهلًا.

 

الذرة الفائزة؟ السيزيوم 133. كان السيزيوم بالفعل عنصرًا شائعًا في أبحاث الساعة الذرية، وبحلول عام 1968، كانت بعض ساعات السيزيوم متاحة تجاريًا. كل ما تبقى هو تحديد عدد القراد في ذرة السيزيوم في الثانية. استخدم المؤتمر القياس الفلكي الأكثر دقة للثانية المتاحة في ذلك الوقت -بدءًا من عدد الأيام في السنة وتقسيمًا إلى أسفل. عند مقارنتها بمعدل تكتك الذرة، حددت النتائج رسميًا ثانية واحدة على أنها 9192.631.770 نقرة بالضبط من ذرة سيزيوم 133.

اليوم، تُستخدم الساعات الذرية في جميع أنحاء الأرض -وخارجها. من أجهزة إرسال الإشارات اللاسلكية إلى الأقمار الصناعية لأنظمة تحديد المواقع العالمية، تمت مزامنة هذه الأجهزة لمساعدتنا في الحفاظ على وقت متسق عالميًا -بدقة لا مثيل لها.

 

 

تعليقات

المشاركات الشائعة من هذه المدونة

حياة ج.ك. رولينج _ شخصيات _ freak science society

  ج.ك. رولينج       ج.ك. رولينج هي مؤلفة سلسلة "هاري بوتر" الخيالية، وهي واحدة من أشهر سلسلة الكتب والأفلام في التاريخ.   من هو ج. رولينج؟ ج. رولينج كاتبة وكاتبة سيناريو بريطانية اشتهرت بسلسلة كتب الأطفال السبعة هاري بوتر. باعت السلسلة أكثر من 500 مليون نسخة وتم تكييفها في امتياز فيلم ضخم.   حياة سابقة ولدت رولينج جوان رولينج في 31 يوليو 1965 في بيت بإنجلترا. تبنت اسمها المستعار، JK ، متضمنًا اسم جدتها، كاثلين، للحرف الأول الأخير (رولينج ليس لها اسم وسط). تخرجت رولينج من جامعة إكستر، وانتقلت إلى البرتغال عام 1990 لتدريس اللغة الإنجليزية. هناك، التقت وتزوجت الصحفي البرتغالي خورخي أرانتس. ولدت ابنة الزوجين، جيسيكا، في عام 1993. بعد انتهاء زواجها بالطلاق، انتقلت رولينج إلى إدنبرة مع ابنتها لتعيش بالقرب من أختها الصغرى دي. بينما كانت تكافح من أجل إعالة ابنتها جيسيكا ونفسها على الرفاهية، عملت رولينج على كتابها الأول في سلسلة هاري بوتر. يقال إن فكرة الكتاب خطرت لها أثناء سفرها في قطار من مانشستر إلى لندن في عام 1990.   "هاري بوتر: تاريخ السحر" في عام 2017،...

ما هو اللطف المعرفي؟ الوقت لإعطاء الأولوية لكوننا لطفاء مع عقولنا/ freak science society

  ما هو اللطف المعرفي؟ الوقت لإعطاء الأولوية لكوننا لطفاء مع عقولنا   النقاط الرئيسية 1.      تعد قدراتنا ومواردنا المعرفية من بين أصولنا الفردية والجماعية الأكثر قيمة. 2.      اللطف المعرفي يكرم قدراتنا على التفكير والفهم والتخيل والإبداع والحلم والتصميم. 3.      كل منا لديه القدرة والمسؤولية لتمكين تفكير الآخرين.   ما هو اللطف المعرفي؟ الوقت لإعطاء الأولوية لكوننا لطفاء مع عقولنا/ freak science society  يجب أن نكون لطفاء مع أذهاننا من الناحية المثالية، ينبغي طلب الموارد القيمة وتخصيصها عن قصد. وبينما ندرك في كثير من الأحيان على الأقل أهمية التعامل مع الموارد مثل المال والوقت بعناية، فإننا غالبًا ما نفشل في إدراك أهمية القيام بذلك لما يمكن القول إنه أصولنا الفردية والجماعية الأكثر قيمة للجميع. غالبًا ما يشار إلى ولادة علم النفس المعرفي المعاصر باسم "الثورة المعرفية". رفعت تلك الثورة من دراسة الفكر داخل علم النفس. نحن بحاجة إلى نوع جديد من الثورة المعرفية، ثورة ترفع مستوى التفكير ليس فقط في مجال ال...

هل زار الفضائيون الأرض من قبل؟- أسئله- freak science society

  هل زار الفضائيون الأرض من قبل؟   وفقًا لنتائج العلم السائد، لم يزور الفضائيون الأرض أبدًا. على الرغم من الأوهام الغريبة للأعمال الخيالية والارتباك الذي يصيب شهود العيان المفترضين، لا يوجد دليل علمي موثوق على أن الفضائيين قد زاروا الأرض على الإطلاق. لم يزور الأجانب الأرض قديماً ويبنون الأهرامات، ولا يتسللون إلى كوكبنا في يومنا هذا. بسبب عدم موثوقية العين البشرية والدماغ البشري، يتم إنشاء البيانات العلمية من خلال (1) القياس، (2) استخدام الأدوات الدقيقة، و (3) التكرار.   يعني القياس الكمي أنه بدلاً من أن يعطي الإنسان حسابًا ذاتيًا، فإن الإنسان -أو الأفضل من ذلك، آلة -يقيس رقمًا لتحديد خاصية. على سبيل المثال، "الجو حار في الخارج" عبارة عن بيان شخصي ذي قيمة علمية قليلة. هل هي ساخنة بما يكفي لإذابة الشوكولاتة؟ هل هي ساخنة بدرجة كافية لإذابة الفولاذ؟ هل تشعر بالسخونة تجاه الشخص الذي يدلي بهذه العبارة لأنها بدأت للتو في سن اليأس؟ لا نعلم من هذا البيان. البيان الكمي مثل "درجة الحرارة 90 درجة فهرنهايت بالخارج" أكثر موثوقية، وبالتالي فهو علمي. بعد ذلك،   يعني است...