นักวิจัยญี่ปุ่นพัฒนานาฬิกาเที่ยงตรงสูง จะบอกเวลาคลาดเคลื่อนไป 1 วินาทีต้องใช้เวลานานถึง 1.6 หมื่นล้านปี และแม่นยำจนเทคโนโลยีที่มีอยู่ในปัจจุบันไม่สามารถวัดได้
นาฬิกาดังกล่าวรูปร่างไม่เหมือนนาฬิกาแขวนทั่วไป แต่ดูคล้ายคอมพิวเตอร์ตั้งโต๊ะขนาดใหญ่ ที่พัฒนาโดยการนำของ ศ.ฮิเดโทชิ กาโตริ (Hidetoshi Katori) จากมหาวิทยาลัยโตเกียว (University of Tokyo) ซึ่งเชื่อว่าได้ใช้เทคโนโลยีเหนือกว่า “นาฬิกาอะตอม” ที่ใช้นิยาม “วินาที” ในปัจจุบัน อ้างตามรายงานจากเอเอฟพี
“นาฬิกาโครงผลึกเชิงแสงเย็นยิ่งยวด” (Cryogenic optical lattice clocks) ที่ทีมนักวิจัยญี่ปุ่นพัฒนาขึ้นมานั้น ใช้เลเซอร์ที่ออกแบบมาเป็นพิเศษจับอะตอมสตรอนเทียม (strontium)* ภายในโครงสร้างคล้ายตาข่ายจิ๋ว จากนั้นวัดความถี่การสั่นของอะตอม โดยให้อะตอมทำหน้าที่เป็นเหมือน “ลูกตุ้มอะตอม”
ผลงานดังกล่าวได้เผยแพร่ลงวารสารเนเจอร์โฟโตนิกส์ (Nature Photonics) โดยทีมวิจัยระบุว่าระบบนาฬิกาที่ซับซ้อนนี้ต้องปฏิบัติการภายในสภาพแวดล้อมที่หนาวเย็นที่อุณหภูมิประมาณ -180 องศาเซลเซียส เพื่อลดผลกระทบจากคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่อยู่รอบๆ และรักษาความแม่นยำของกลไกไว้
ทั้งนี้ ทีมวิจัยได้เชื่อมนาฬิกา 2 เครื่องไว้ด้วยกันนาน 1 เดือน และประมาณการณ์ว่าต้องใช้เวลานาน 1.6 หมื่นล้านปี ที่นาฬิกทั้งสองจะแสดงผลต่างกัน 1 วินาที ซึ่งเป็นสิ่งบ่งชี้ว่านาฬิกาที่ทีมวิจัยญี่ปุ่นพัฒนาขึ้นมานี้มีความแม่นยำมากกว่านาฬิกาอะตอมซีเซียม (caesium) ** ที่ใช้นิยาม “วินาที” และมีความคลาดเคลื่อน 1 วินาทีทุกๆ 30 ล้านปี
จากแถลงของทีมวิจัยเทคโนโลยี้นี้สามารถประยุกต์ใช้กับระบบดาวเทียมระบุพิกัดหรือจีพีเอส (GPS) และเครือข่ายการสื่อสาร อีกทั้งยังเป็นพื้นฐานสำหรับเทคโนโลยีระบุความแม่นยำได้อีกหลายเทคโนโลยี และนอกจากเรื่องปรับปรุงความแม่นยำแล้ว ทีมวิจัยยังคาดหวังขึ้นไปอีกว่า ผลงานนี้จะเร่งให้เกิดการตัดสินใจนิยามคำว่า “วินาที” ใหม่
* Sr ธาตุหมู่ 2 ในคาบที่ 5 ตามตารางธาตุ
** Cs ธาตุหมู่ 1 ในคาบที่ 6 ตามตารางธาตุ
ดูโครงสร้างพื้นฐานของนาฬิกาได้ที่
http://www.nature.com/nphoton/journal/vaop/ncurrent/fig_tab/nphoton.2015.5_F1.html
*******************************
