آن الأوان لتغيير طريقة قياس الوقت، أو على الأقل هذا ما اقترحه العلماء في مشروع قرار للمؤتمر العام السابع والعشرون للأوزان والمقاييس. إذ أصبح بالإمكان الحصول على تعريف جديد للوحدة الأساسية للزمن – الثانية – بفضل الساعات الذرية فائقة الدقة.
عُرّفت الثانية عام 1967 على أنها مدة (9,192,631,770) دورة من الإشعاع الموافق للانتقال بين مستويي البنية فائقة الدقة لذرة السيزيوم -133 المستقرة. عُدّل هذا التعريف عام 2018، لكنه بقي مبنيًا على الانتقال في البنية فائقة الدقة لذرة السيزيوم -133.
أدّى هذا التعريف الغرض لعدة عقود، لكن الاكتشافات الجديدة في مجال الساعات الذرية الضوئية وصلت إلى مستويات دقة أعلى من الساعات الذرية التقليدية. أصبح السيزيوم قديمًا على هذا العالم الجديد فائق الدقة في قياس الوقت.
تقول الدكتورة ليز دونلي، مديرة قسم الوقت والتردد في المعهد الوطني للتكنولوجيا والمعايير: «عمومًا، يجب أن يرتكز تعريف الوحدات الدولية على طرق القياس التي أدت إلى أدنى درجة شك في جميع القياسات الثانوية للقيم المعتمدة على تلك الوحدات».
تضيف: «وصلت معايير الترددات الضوئية إلى مرحلة يُمكن فيها إجراء القياسات الترددية بدقة أكبر 100 مرة من القياسات المعتمدة على معيار السيزيوم».
يؤثر تعريف الثانية في تعريف خمسة من وحدات النظام الدولي الستة (SI)، وعليه، تؤثر هذه الشكوك في قياسات الكتل والمسافات وغيرها. تؤثر دقة الثانية الأعلى على معظم القياسات.
المؤتمر العام السابع والعشرون للأوزان والمقاييس هو اجتماع للمكتب الدولي للأوزان والمقاييس الذي يضع معايير وحدات النظام الدولي وينظمها. يجتمع علماء وأشخاص من منظمات المعايير حول العالم لاتخاذ قرارات تتعلق بالوحدات الدولية، بما فيها إعادة تعريف الوحدات الأساسية، مثل ما حدث عام 2018.
تتضمن مشروعات القرارات المقدمة اقتراحًا لإعادة تعريف الثانية بحلول عام 2030، إما بانتقال ذري جديد عالي الدقة أو بالمتوسط الحسابي لمجموعة من الانتقالات الذرية عالية الدقة. لكن يجب أن يستوفي التعريف الجديد مجموعة من الشروط والمعايير أولًا.
توجد حاليًّا قائمة طويلة من الشروط الواجب تحقيقها لاتخاذ الساعات الضوئية معيارًا واعتبار السيزيوم ممثلًا ثانويًّا للثانية. يجري العمل على توضيح هذه المتطلبات بصورة أفضل، وقد يُعلَن عنها قريبًا وفقًا لصحيفة نيويورك تايمز. لكن حتى بوجود متطلبات واضحة، سيتعين على المراكز حول العالم بذل جهد كبير لتقديم تعريف جديد للثانية.
تقول دونلي: «لا يزال على معاهد علم المقاييس التي تعمل على استيفاء الشروط تحقيق بعض الأهداف المهمة، من ثم علينا تحديد الذرة (أو الذرات) التي سيعتمد عليها التعريف الجديد. وتيرة التقدم متسارعة، لكن لا يوجد إجماع على هذه النقطة المهمة حتى الآن».
لا نحتاج المقاييس عالية الدقة في المختبرات فقط، فهي تؤثر في التكنولوجيا التي نستخدمها في حياتنا اليومية، بالإضافة إلى تكنولوجيات جديدة قد تقدمها الساعات الذرية الضوئية، التي تستطيع قياس تغيرات الجاذبية وغيرها من الظواهر بدقة متناهية.
اقرأ أيضًا:
نموذج مبدئي قادر نظريًا على نقل البيانات بسرعة 10 تيرابيت بالثانية
علماء في كالتيك ينجحون في صنع كاميرا تستطيع التقاط تريليون لقطة في الثانية
ترجمة: إيهاب عيسى
تدقيق: سماح عبد اللطيف
مراجعة: نغم رابي
