إعادة تحديد الثانية

إيان جونستون- ترجمة: خالد طه

تمكن العلماء من مزامنة ساعتين تبعد كل منهما عن الأخرى مسافة 12 كيلومتراً من خلال جزء من كوادريليون ـ جزء من الثانية (الكوادريليون = مليون بليون) – ليقتربوا بذلك أكثر من إحداث تغيير تاريخي في طول الوحدة الأساسية للوقت، باستخدام تقنية ليزر متخصصة. وتمكن فريق من الباحثين الدوليين يقوده المعهد الأمريكي الوطني للمعايير والتكنولوجيا، من جعل ساعة ضوئية تظهر بدقة كبيرة في الوقت نفسه الذي تظهره ساعة أخرى.

وهذه التقنية المستخدمة هي تقنية دقيقة لدرجة أنه كان على الباحثين حساب درجة التمايل الطفيفة للمباني عند قياس مدى دقة التقارب في إظهار نفس الوقت بين الساعتين.
كما أن تغيّر الجو يمكن أن يغيّر الزمن الذي يستغرقه الضوء للانتقال بين الساعتين بمئات من البيكوثانية ـ البيكوثانية هي جزء من تريليون جزء من الثانية. وهذا قد لا يعني شيئاً على الإطلاق بالنسبة للإنسان العادي، ولكنه يعني الشيء الكثير جداً للعلماء الذين يحاولون تصميم ساعات أفضل بشكل كبير. وقد ظلت الثانية بنفس الطول على مدى ما يقرب من 50 عاماً، ولكن الدقة المتزايدة للساعات الضوئية تشير إلى أن العلماء يدرسون تغيير هذا الطول - رغم أن الفرق بين «الثانية القديمة» والثانية الجديدة سيكون من الصعب جداً ملاحظته.
ولكن من شأن ذلك أن يمكّن أنظمة تحديد المواقع (جي بي إس) من أن تصبح دقيقة بعدة سنتيمترات وسيكون مفيداً أيضاً للشبكات المالية المحوسبة وشبكات الطاقة الكهربائية.
تقول د.لورا سنكلير، الفيزيائية بالمعهد الأمريكي الوطني للمعايير والتكنولوجيا: «إن مسافة الـ 12 كيلومتراً من الهواء المضطرب تنتج عنها تشوهات هائلة لأشعة الليزر، بيد أن الساعتين اتفقتا في الوقت حتى 20 رقما». وأضافت سنكلير أنهم لم يجدوا أي تغيّر في اتفاق الساعتين مع زيادة المسافة واضطراب الهواء.
وقالت سنكلير: يفترض أننا يمكن أن نجعل المسافات أكبر، وبخاصة إن كان المسار ليس أفقياً تماماً، مثل المسار إلى قمة جبل أو إلى بالون.
ويدرس الفريق، الذي نشر نتائج دراسته في مجلة «رسائل الفيزياء التطبيقية»، الآن مشكلتين أخريين، الأولى: هل ما زال بإمكاننا مزامنة الساعتين إن كانت إحداهما متحركة؟، تسأل د.سنكلير، وتقول: كما أن نفس تأثير دوبلر الذي يغيّر نغمة صافرة سيارة الإسعاف عندما تكون مقبلة نحونا يؤثر أيضاً على ساعاتنا، لذلك فنحن بحاجة إلى تصحيح هذا التأثير للسماح بتطوير شبكات الساعات المتزامنة وهي على منصات متحركة.
وتضيف «المشكلة الأخرى: هي كم طول المسافة التي يمكن أن تفصل بين الساعتين؟ إذا أردنا في يوم ما إعادة تحديد الثانية بحيث تكون قائمة على معيار ضوئي بدلاً من معيار الموجة الكهرومغناطيسية القصيرة، فإننا سنحتاج إلى القدرة على الربط بين أفضل الساعات في العالم ثم بعد ذلك نقوم بتوزيع تلك المعلومات المتعلقة بالوقت». فإذا قُدّر للثانية أن يعاد تحديدها، فسوف يحاول العلماء الحفاظ عليها قريبة بقدر الإمكان من طول الثانية الحالية، ولكن سيكون هناك حتماً تغيّر طفيف جداً سيجعلها إما أطول أو أقصر.

خدمة إندبندنت -