Ugunduzi wa fuwele za wakati mpya
Aina ya ajabu ya jambo inayoitwa kioo cha wakati hivi karibuni imeonekana katika maeneo mawili mapya. Wanasayansi wameunda fuwele kama hiyo katika phosphate ya monoammonium, kama ilivyoripotiwa katika toleo la Mei la Barua za Mapitio ya Kimwili, na kikundi kingine kimeiunda kwa njia ya kioevu iliyo na chembe za umbo la nyota, chapisho hili lilionekana katika Uhakiki wa Kimwili.
Tofauti na mifano mingine inayojulikana, kioo cha wakati kutoka kwa phosphate ya monoammonium, ilifanywa kutoka kwa nyenzo imara na muundo wa kimwili ulioagizwa, i.e. kioo cha jadi. Nyenzo zingine ambazo fuwele za wakati zimeundwa hadi sasa zimeharibika. Wanasayansi waliunda fuwele za wakati kwa mara ya kwanza mnamo 2016. Moja yao ilitengenezwa kwa almasi yenye kasoro, nyingine ilifanywa kwa kutumia mlolongo wa ioni za ytterbium.
Fuwele za kawaida kama vile chumvi na quartz ni mifano ya fuwele za anga zenye sura tatu zilizopangwa. Atomi zao huunda mfumo unaojirudia unaojulikana na wanasayansi kwa miongo kadhaa. Fuwele za wakati ni tofauti. Atomi zao mara kwa mara hutetemeka kwanza kwa mwelekeo mmoja na kisha kwa upande mwingine, zikishangiliwa na nguvu ya sumaku inayopiga (resonance). Inaitwa "tiki'.
Kuashiria kwa fuwele ya wakati hupatikana ndani ya masafa fulani, ingawa mipigo inayoingiliana ina milio tofauti. Kwa mfano, atomi katika fuwele za wakati zilizosomwa katika mojawapo ya majaribio ya mwaka jana zilizunguka kwa mzunguko wa nusu tu ya mzunguko wa mipigo ya uga wa sumaku unaofanya juu yao.
Wanasayansi wanasema kuelewa fuwele za wakati kunaweza kusababisha uboreshaji wa saa za atomiki, gyroscopes na magnetometers, na kusaidia kuunda teknolojia ya quantum. Wakala wa Miradi ya Utafiti wa Kina wa Ulinzi wa Marekani (DARPA) umetangaza ufadhili wa utafiti katika moja ya uvumbuzi wa ajabu wa kisayansi wa miaka ya hivi karibuni.
- mkuu wa mpango wa DARPA aliiambia Gizmodo, Dk Rosa Alehanda Lukashev. Maelezo ya tafiti hizi ni siri, alisema. Mtu anaweza tu kuhitimisha kwamba hii ni kizazi kipya cha saa za atomiki, rahisi zaidi na imara kuliko vifaa vya maabara tata vinavyotumiwa sasa. Kama unavyojua, saa kama hizo hutumiwa katika mifumo mingi muhimu ya kijeshi, pamoja na, kwa mfano, GPS.
Mshindi wa Tuzo ya Nobel Frank Wilczek
Kabla ya fuwele za wakati ziligunduliwa kweli, zilitungwa kwa nadharia. Ilivumbuliwa miaka michache iliyopita na Mmarekani, mshindi wa Tuzo ya Nobel. Frank Wilczek. Kwa kifupi, wazo lake ni kuvunja ulinganifu, kama ilivyo kwa mabadiliko ya awamu. Hata hivyo, katika fuwele za wakati wa kinadharia, ulinganifu ungevunjwa sio tu katika vipimo vitatu vya anga, lakini pia katika nne - kwa wakati. Kulingana na nadharia ya Wilczek, fuwele za muda zina muundo wa kurudia sio tu katika nafasi lakini pia kwa wakati. Tatizo ni kwamba hii ina maana ya vibration ya atomi katika kimiani kioo, i.e. harakati bila usambazaji wa umemekile ambacho kilizingatiwa na wanafizikia kuwa haiwezekani na haiwezekani.
Ingawa bado hatujui fuwele ambazo mwananadharia mashuhuri alitaka, na pengine hatawahi kamwe, mnamo 2016 wanafizikia katika Chuo Kikuu cha Maryland na Chuo Kikuu cha Harvard walijenga fuwele "zisizoendelea" (au za kipekee). Hii ni mifumo ya atomi au ioni zinazoonyesha mwendo wa pamoja na wa mzunguko, unaofanya kama hali mpya ya jambo isiyojulikana hapo awali, inayostahimili misukosuko kidogo.
Ingawa sio kawaida kama Prof. Wilczek, fuwele mpya za wakati zilizogunduliwa zinavutia vya kutosha kuvutia maslahi ya kijeshi. Na inaonekana muhimu vya kutosha.
