ستاره

ساخت ساعت اتمی جدید با یون ستاره‌ها

یون‌های دارای بار زیاد، موادی هستند که معمولاً در کیهان مانند خورشید یا سایر ستارگان یافت می‌شوند. آن‌ها را سنگین (highly charged) می‌نامند؛ زیرا الکترون‌های زیادی را از دست داده‌اند و بنابراین دارای بار مثبت شدید هستند؛ در نتیجه، بیرونی‌ترین الکترون‌های موجود در یون‌های سنگین در مقایسه با اتم‌های خنثی یا دارای بار ضعیف با شدت بیشتری به هسته اتم متصل می‌شوند. این امر باعث می‌شود یون‌های سنگین کمتر تحت تأثیر میدان‌های الکترومغناطیسی خارجی قرار گیرند؛ اما به اثرات بنیادی نسبیت خاص، الکترودینامیک کوانتومی و هسته اتم حساس‌تر باشند. لوکاس اشپیس (Lukas Spieß)، فیزیکدان مؤسسه فدرال فیزیک و مهندسی در آلمان، توضیح می‌دهد: انتظار داشتیم یک ساعت اتمی نوری با یون‌های سنگین به ما کمک کند که این نظریه‌های بنیادی را بهتر آزمایش کنیم. ما توانستیم پس‌زنی هسته‌ای الکترودینامیک کوانتومی، یک پیش‌بینی نظری مهم را در یک سیستم پنج‌الکترونی تشخیص دهیم که قبلاً در هیچ آزمایش دیگری به‌دست نیامده بود. قبلاً، فیزیکدانان مجبور بودند طی سال‌ها تلاش، برخی مشکلات اساسی مانند تشخیص و خنک‌سازی را حل کنند: برای ساعت‌های اتمی، باید ذرات را به‌شدت خنک کنند تا آن‌ها به اندازه ممکن متوقف شوند تا بتوان فرکانس آن‌ها را در حالت سکون خواند. با این حال، یون‌های سنگین با ایجاد یک …