दशकांपूर्वीची कल्पना आता वापरण्यायोग्य वाटू लागली आहे
आधुनिक काळाच्या बहुतांश टप्प्यात, अणुघडी ही व्यावहारिक अचूकतेची सर्वोच्च मर्यादा मानली गेली आहे. आता त्या मानकावर दबाव येऊ शकतो. उपलब्ध New Atlas मजकुरानुसार, दोन संशोधन पथकांनी स्वतंत्रपणे थोरियम-229 आधारित न्यूक्लियर क्लॉकच्या कार्यरत आवृत्त्या दाखवल्या आहेत, जे दशकांपासून पाठपुरावा केलेल्या दृष्टिकोनातील एक महत्त्वाचा टप्पा आहे आणि अखेरीस पारंपरिक अणुघडींच्या सर्वोत्तम कामगिरीपेक्षाही पुढे जाऊ शकतो.
दोन्ही घड्यांमधील फरक मूलभूत आहे. अणुघड्या इलेक्ट्रॉनिक ट्रान्झिशनवर अवलंबून असतात, ज्यात इलेक्ट्रॉन्सच्या ऊर्जा अवस्थांतील अंदाजे बदलांचा मागोवा घेतला जातो. न्यूक्लियर घड्या मात्र अणूच्या केंद्रकातील ट्रान्झिशन वापरण्याचा प्रयत्न करतात. केंद्रकीय ट्रान्झिशन अधिक ऊर्जेवर घडत असल्याने, सिद्धांततः त्या प्रति सेकंद अधिक कंपन देऊ शकतात आणि त्यामुळे वेळेची अधिक सूक्ष्म रिझोल्यूशन शक्य होते. प्रत्यक्षात, न्यूक्लियर क्लॉक आजच्या आघाडीच्या प्रणालींपेक्षाही वेळ आणखी लहान आणि अधिक स्थिर टप्प्यांत विभागण्याची शक्यता देते.
थोरियम-229 ट्रान्झिशन बराच काळ सर्वात आशादायक मार्ग मानला गेला आहे, कारण संशोधकांनी 2003 मध्ये निष्कर्ष काढला की आवश्यक केंद्रकीय उद्दीपन आधुनिक लेझरद्वारे साध्य होऊ शकते. तरीही, हे क्षेत्र हळूहळूच पुढे गेले. ही घटना अनेक वर्षांनंतरच प्रत्यक्ष पाहता आली, नेमकी अल्ट्राव्हायोलेट तरंगलांबी प्रयोगांद्वारे निश्चित करावी लागली, आणि शेवटचा मोठा अडथळा असा होता की वातावरणीय वायूंनी सहज शोषून घेतल्या जाणाऱ्या वर्णपट क्षेत्रात प्रकाश विश्वसनीयपणे कसा पाठवायचा आणि हाताळायचा.
नवीन प्रयोगांनी ही अडचण दूर केली असावी असे दिसते. व्हिएन्ना सेंटर फॉर क्वांटम सायन्स अँड टेक्नॉलॉजीतील लुका तोस्कानी डे कोल यांच्या नेतृत्वाखालील एक पथक आणि त्सिंगहुआ विद्यापीठातील बायचेन हुआंग यांच्या नेतृत्वाखालील दुसरे पथक, दोन्हीनी कॅल्शियम फ्लुराइडमध्ये अंतर्भूत थोरियम-229 केंद्रकांचा वापर केला. स्रोत मजकुरानुसार, हुआंगच्या पथकाने लेझर शक्ती वाढवली, तर व्हिएन्ना पथकाने आयसोटोप एकाग्रता वाढवली, आणि दोन्ही मार्गांनी व्यावहारिक साधने तयार झाली. याचे महत्त्व असे की, आता मिळालेला परिणाम न्यूक्लियर टाइमकीपिंग काय करू शकते याबद्दलची केवळ सैद्धांतिक दावेदारी राहिलेली नाही. हे असे प्रयोगात्मक व्यासपीठ आहे ज्यावर संशोधक आता काम करू शकतात.
अशी टोकाची अचूकता का हवी? कारण चांगल्या घड्या केवळ चांगला वेळ सांगण्यासाठी नसतात. त्या वास्तवाला मोजणारी साधने आहेत. अचूक वेळमापनातील सुधारणा गुरुत्वाकर्षण, त्वरण, आणि अत्यंत परिस्थितींमधील पदार्थाच्या वर्तनाशी संबंधित सूक्ष्म परिणाम शोधण्यासाठी शास्त्रज्ञांना मदत करतात. स्रोत मजकुरात नमूद केले आहे की सध्याच्या उच्च दर्जाच्या घड्या वेळ 19 दशांश स्थानेपर्यंत मोजू शकतात आणि न्यूक्लियर घड्या त्याहून पुढे जातील अशी अपेक्षा आहे. त्या पातळीवरील छोट्या सुधारणा देखील मूलभूत भौतिकशास्त्राच्या नव्या चाचण्या उघडू शकतात.
व्यावहारिक भवितव्यही तितकेच रोचक आहे. अधिक स्थिर घड्या नेव्हिगेशन, दूरसंचार, मोठ्या तांत्रिक प्रणालींचे समकालिकरण, आणि जिथे लहान वेळेच्या त्रुटी जमा होऊन महत्त्वपूर्ण विचलन निर्माण करतात अशा कोणत्याही अनुप्रयोगाला बळकटी देतात. न्यूक्लियर घड्या मनगटी घड्यांच्या जागी येण्यासाठी नाहीत. त्या प्रगत विज्ञान आणि तंत्रज्ञानाला आधार देणाऱ्या अचूकता पायाभूत सुविधेचा विस्तार करण्यासाठी आहेत.
प्रयोगशाळेतील पुरावा आणि परिपक्व उपकरण यांच्यात अजूनही दरी आहे. “could surpass” हा शब्दसमूह महत्त्वाचा राहतो. संशोधकांनी कार्यक्षम मार्ग दाखवला आहे, अंतिम औद्योगिक मानक नाही. अभियांत्रिकी आव्हाने, पुनरुत्पादकता, आणि प्रणाली एकत्रीकरण अजून पुढे आहेत. पण हे क्षेत्र दीर्घकाळच्या आकांक्षेतून प्रत्यक्ष दाखवलेल्या संरचनेपर्यंत पोहोचले आहे, आणि ती स्थितीतील मोठी बदल आहे.
पहिल्या दृष्टीक्षेपात हे काहीसे गूढ वाटू शकते, पण मागे वळून पाहिल्यावर मूलभूत ठरणाऱ्या प्रगतींपैकी हे एक आहे. मानवजातीला वेळ अचूक एककांत विभागण्यात जितके अधिक कौशल्य येईल, तितकी तिची साधने अधिक संवेदनशील होतील. न्यूक्लियर घड्या पुढेही सुधारत राहिल्या, तर त्या केवळ वेळमापन अधिक सूक्ष्म करणार नाहीत. त्या स्वतः भौतिकशास्त्रात मापनाचा नवा स्तर उघडू शकतात.
हा लेख refractor.io च्या वार्तांकनावर आधारित आहे. मूळ लेख वाचा.
Originally published on refractor.io