Cloig thóiriam i bhfad chun deiridh

Tá na chéad chloig a choinníonn léasar tiúnta ar aistriú laistigh de núicléas adamhach tógtha ag foirne i Vín agus i Beijing, agus tóiriam-229 mar thagairt acu (Reuters). Is gléasanna saotharlainne feidhmiúla anois iad dá bharr, rud a chuireann smaoineamh fadbhunaithe i gcrích. Dúirt Kyle Beloy, fisiceoir de chuid NIST, le Chemical & Engineering News go bhfuil na fréamhshamhlacha fós “orduithe méide ar gcúl” ar na cloig adamhacha optúla is fearr ó thaobh cruinnis agus cobhsaíochta de (C&EN).

Teastaíonn tagairt núicléach ó fhisiceoirí mar go bhfreagraíonn an núicléas d’fhórsaí atá éagsúil leis na fórsaí a bhfreagraíonn na leictreoin dóibh; is ar na leictreoin sin a bhraitheann gnáthchloig adamhacha. Osclaíonn comparáid idir an dá chineál cloig bealach nua chun a sheiceáil an bhfanann rialacha an dúlra seasmhach go hiomlán.

An chaoi a n-éiríonn criostal ina chlog

Cuireann an dá fhoireann solas léasair ultraivialait trí chriostail ina bhfuil tóiriam-229 agus lorgaíonn siad laghdú beag ar dhéine an tsolais a thagann amach (To Brief). Tagann an laghdú sin chun solais nuair a bhuaileann an léasar an mhinicíocht bheacht a ionsúnn na núicléis. Athshondas a thugann fisiceoirí ar an bpointe cruinn sin.

Tá sé éasca an laghdú a aimsiú uair amháin; is deacra é fanacht air. Mar sin, seiceálann na foirne an t-ionsú beagán os cionn agus beagán faoi bhun na minicíochta roghnaithe. Má bhíonn an léasar díreach sa lár, ionsúnn an dá thaobh an méid céanna. Má imíonn sé ón lár, ionsúnn taobh amháin níos mó ná an taobh eile, agus insíonn an éagothroime sin don rialaitheoir cén treo ar cheart an léasar a thiúnadh.

Samhlaigh go bhfuil tú i do sheasamh ar bharr cnoic i gceo. Ní fheiceann tú an mullach, ach insíonn céim ar chlé agus céim ar dheis duit cén treo a bhfuil an talamh ag claonadh. Is é an ceartú leanúnach sin a dhéanann clog de léasar.

Trí bhealach nach mbíonn clog chomh maith agus a d’fhéadfadh sé a bheith

Cabhraíonn scála seomra folctha agus meáchan calabrúcháin linn trí rud a dhealú óna chéile. Is í an chobhsaíocht ná cé chomh beag is a athraíonn an léamh agus an meáchan air. Is í an in-athdhéantacht ná an dtaispeánann an scála an uimhir chéanna don mheáchan céanna an lá dár gcionn. Is í an chruinneas ná an dtagann an uimhir le fíormhais an mheáchain.

Chun cobhsaíocht a chur in iúl, luann fisiceoirí “comhéifeacht éagobhsaíochta”: an méid a athraíonn ráta ticeáilte an chloig, ar an meán thar thréimhse ama. Is fearr luach níos ísle. Thuairiscigh Beijing 5 × 10⁻¹³ bunaithe ar thaifead 3.8 n-uaire an chloig (lámhscríbhinn Beijing). D’oibrigh clog Vín gan duine ina fheighil ar feadh lá iomlán, agus thuairiscigh an fhoireann 3 × 10⁻¹² (páipéar Nature Vín).

Mar chomparáid, sroicheann clog adamhach iain alúmanaim a foilsíodh thart ar 3.5 × 10⁻¹⁶ (páipéar faoin gclog iain alúmanaim, taifead NIST). Is ionann gach céim san easpónant agus difríocht faoi dheich; sin an bhearna a bhfuil Beloy ag cur síos uirthi. Bhain an dá fhoireann núicléacha úsáid as socruithe agus tréimhsí meánaithe éagsúla, mar sin ní hionann an figiúr níos ísle ó Beijing agus a rá gurb é clog na foirne sin is fearr ar an iomlán.

Ní bhaineann na figiúirí sin ach le luaineacht ghearrthéarmach. Níor chuir ceachtar foireann buiséad cruinnis iomlán i láthair go fóill: iniúchadh ar gach éifeacht a d’fhéadfadh clog a chur óna mhinicíocht cheart. Mar sin, ní féidir méid na bearna cruinnis a chur in iúl le huimhreacha fós.

Sprioc nach bhfanann san áit chéanna

Tá buaic an ionsúcháin a tomhaiseadh leathan freisin. Bhí an bhuaic a roghnaigh Beijing thart ar 27 cileahertz ar leithead (Physics World). Is sprioc dhoiléir í buaic leathan: bíonn sé níos deacra ag an rialaitheoir a lárphointe beacht a aimsiú.

Tháinig an dara deacracht chun solais i Vín. Bhog an fhoireann léas an léasair idir cúig áit sa chriostal céanna agus fuair sí amach gur bhog lár an athshondais suas le thart ar 1.7 cileahertz, cé nach míneodh scaipeadh randamach na dtomhas ach thart ar 0.13 cileahertz (lámhscríbhinn Vín). Is é sin le rá, d’athraigh an mhinicíocht thagartha a bhí á tabhairt le fios de réir na háite ar thit an léas, amhail is go léifeadh scála luach difriúil ag brath ar an áit a gcuirtear an meáchan.

Níor aimsigh an fhoireann cúis na faidhbe go fóill; tá cosán léasair a athdhéanann ar an mbealach céanna gach uair ar cheann de na réitigh atá molta aici. Cuidíonn an mhíchothroime sin le míniú cén fáth nár tháinig minicíochtaí Vín ó lá go lá le chéile ach go garbh ag thart ar 5 × 10⁻¹³ (páipéar Nature Vín), toradh nach bhfuil chomh beacht le toradh aon rith amháin.

Tá léirithe ag Vín agus Beijing gur féidir le núicléis i gcriostal léasar a stiúradh agus é a choinneáil faoi ghlas ar feadh uaireanta, nó fiú lá iomlán. Tá a gcobhsaíocht tomhaiste i bhfad taobh thiar de na cloig optúla is fearr, agus níor measadh a gcruinneas fós. Is é adamh caeisiam a shainíonn an soicind oifigiúil i gcónaí (BIPM). Is é an chéad chloch mhíle eile tomhais a dhéanamh arís thar laethanta agus idir ghléasanna, gach athrú córasach a chur san áireamh, agus ansin comparáidí fada comhuaineacha a dhéanamh le cloig optúla.