הישג מדעי חדש בסין מעורר עניין עולמי: צוות חוקרים מאוניברסיטת ווהאן, בראשות פרופ’ צ'ן ג’יהואה, הודיע כי החל בייצור סדרתי של מה שמוגדר כ"שעון האטומי הקטן בעולם" - שבב זעיר בנפח של כ–2.3 סמ"ק בלבד, השומר על דיוק כה גבוה עד שאיבוד של שנייה אחת יתרחש רק פעם ב־30 אלף שנה. לפי דיווח של העיתון הרשמי Changjiang Daily, מדובר במערכת זעירה פי שבעה מהשעונים האטומיים האמריקאיים המובילים, שנפחם מגיע לכ־17 ס"מ מעוקבים.
השבב נשען על עקרון קוונטי הקרוי "לכידת אוכלוסייה קוהרנטית" (Coherent Population Trapping) - טכנולוגיה המבוססת על יחסי גומלין בין קרני לייזר לאטומי רובידיום. במקום מנגנון מכני, השעון משתמש באטומים - לרוב אטומי רובידיום - כ”סרגל” זמן קבוע מאוד. קרן לייזר מאירה תא זעיר עם האטומים, וכשהתדרים של האור “מתיישרים” בדיוק עם רמות האנרגיה שלהם, נוצרת תופעה קוונטית שנקראת coherent population trapping, או CPT.
במצב הזה האטומים נכנסים ל״מצב חשוך״: הם מפסיקים לספוג אור בצורה הרגילה, ונוצרת תהודת זמן יציבה מאוד. האות הזה משמש ייחוס מדויק, כך שהשבב יכול למדוד זמן הרבה יותר טוב משעונים אלקטרוניים רגילים. בנוסף בזכות השימוש בלייזרים זעירים וברכיבים מיקרוסקופיים, המערכת אף חסכונית מאוד באנרגיה.
שימושים צבאיים ומסחריים רחבים
לפי האוניברסיטה, השעונים כבר נבחנו במערכות ניווט ולוויינות נמוכות, ואף משולבים בניסויי נחילי רחפנים ובפתרונות ניווט מבוססי BeiDou תת-ימי. היכולת לשמור על סנכרון ברמת ננו-שניות קריטית במיוחד בניהול נחילי רחפנים, שבהם העיכוב הזעיר ביותר עלול לפגוע בדיוק הפעולה או בשיתוף הפעולה המבצעי.
העניין הבינלאומי בטכנולוגיה דומה הולך וגובר: חיל האוויר של ארצות הברית פירסם בשנת 2025 בקשה לייצור שעונים אטומיים זעירים לנחילי רחפנים עם דיוק מירבי גם ללא תלות ב-GPS. עוד קודם לכן, סוכנות דארפה (DARPA) מימנה פיתוחי דור ראשון של Chip-Scale Atomic Clocks, שהובילו לקפיצה של פי מאה בצמצום הגודל לעומת שעונים מסורתיים.
מרוץ עולמי על שליטה בזמן
ההישג הסיני משתלב במרוץ הולך ומתרחב בין בייג׳ין לוושינגטון בתחום שעוני הדיוק הקוונטיים. רק לאחרונה דיווחה אוניברסיטת המדע והטכנולוגיה של סין על שעון אטומי מבוסס סטרונציום בעל סטייה של שנייה אחת לאורך תקופה בלתי נתפסת של 30 מיליארד שנה. שעון כזה מיועד למחקר מדעי ולמערכות לוויין מתקדמות, אך יחד עם גרסת השבב הזעיר מווהאן הוא ממחיש את השאיפה הסינית להוביל בתחומי מדידה, ניווט ותקשורת - לב ליבה של עידן המלחמה האלקטרונית והבינה המלאכותית.
0 תגובות