گفت و گو با دانشمند ایرانی ناسا درباره ساعت اتمی و طرح جدید سنجش از راه دور
+0
رأی دهید
-0
گفت و گو با دانشمند ایرانی ناسا
درباره ساعت اتمی و طرح جدید سنجش از راه دور
شروین تقوی لاریجانی، دانشمند ایرانی شاغل در سازمان فضایی آمریکا، ناسا.
رادیو فردا :شروین تقوی لاریجانی، دانشمند ایرانی شاغل در سازمان فضایی آمریکا، ناسا، از جوانان ایرانی است که در مدتی کوتاه توانسته است با طی مدارج علمی یکی از مخترعان و دانشمندان فضایی سرشناس در جهان شناخته شود.
شروین تقوی دانشمندی است که با متحول کردن ساعت اتمی اکنون در سازمان فضایی آمریکا، ناسا، در زمینه سنجش از راه دور کار می کند.
این دانشمند جوان ایرانی در ساعت اتمی خود برای نخستین بار از دو ایزوتوپ اتم جیوه استفاده می کند که اگر بتوان ثابت کرد باندهای درونی آنها با زمان تغییر می کند، برای نخستین بار در تاریخ فیزیک وزن ذرات بنیادی تشکیل دهنده هسته اتم به صورت مستقیم محاسبه خواهد شد.
با اثبات این که این وزن با زمان تغییر می کند، برخی فرضیه های بزرگ فیزیک مثل فرضیه برابری انشتین با چالشی جدی رو به رو می شود.
شروین تقوی دانشمندی است که با متحول کردن ساعت اتمی اکنون در سازمان فضایی آمریکا، ناسا، در زمینه سنجش از راه دور کار می کند.
این دانشمند جوان ایرانی در ساعت اتمی خود برای نخستین بار از دو ایزوتوپ اتم جیوه استفاده می کند که اگر بتوان ثابت کرد باندهای درونی آنها با زمان تغییر می کند، برای نخستین بار در تاریخ فیزیک وزن ذرات بنیادی تشکیل دهنده هسته اتم به صورت مستقیم محاسبه خواهد شد.
با اثبات این که این وزن با زمان تغییر می کند، برخی فرضیه های بزرگ فیزیک مثل فرضیه برابری انشتین با چالشی جدی رو به رو می شود.
در برنامه گفت و گوی ویژه این هفته پای صحبت این دانشمند جوان ایرانی نشسته ایم.
آقای تقوی، شما مخترع ساعت اتمی سازمان فضایی آمریکا (ناسا) هستید. می توانید یک مقدار از پیشینه علمی خودتان برای ما و مخاطبان رادیو فردا بگویید؟
شروین تقوی لاریجانی: من در سن شانزده سالگی اولین اختراعم را انجام دادم که از صوت به عنوان منبع انرژی استفاده می کند. شما می دانید که در جو یا تمام زندگی ما منابع مختلف صوتی هستند که بعضی از این منابع، صوت هایی هستند، فرکانس هایی هستند که ما حتی نمی توانیم بشنویم.
بعد از آنکه من در فرانسه فوق لیسانس گرفتم، رفتم به آمریکا در انستیتوی فناوری کالیفرنیا، کالتک، آنجا دکترایم را گرفتم که در آن چارچوب یک نوسانگر جدیدی را اختراع کردم و نشان دادم که در اصل در تمام علوم مهندسی، و به طور کلی در علم، این نوسانگرها می تواند به دو گروه تقسیم شود.
یک گروه جدیدی از اینها را ارائه دادم که رساله من به عنوان یکی از بهترین رساله های دکترای تمام رشته های این دانشگاه در آن سال نامیده شد.
بعد از آن رفتم به ناسا و در چارچوب ناسا به ارائه کردن و درست کردن یک ساعت اتمی جدید پرداختم که یکی از ایزوتوپ های اتم جیوه را استفاده می کرد.
این ایزوتوپ اتم جیوه را تا به حال کسی استفاده نکرده بود و ما توانستیم باند فرکانس این را صد میلیون دفعه دقیق تر از آن چیزی که تا الان شناخته شده بود درست کنیم.
در اصل دو گروه قبل از ما روی این کار کرده بودند که در دهه های ۶۰ و ۷۰ بود در دوران جنگ سرد. یکی از این گروه ها در شوروی سابق بود و یکی دیگر در فرانسه بود.
برای ما و شنونده های ما که اصولا از این علم پیچیده فضا و اتم اطلاع چندانی ندارند بگویید چه اهمیتی دارد این ساعت و اصولا در کجاها کاربرد دارد؟
این کاری که ما کردیم یک ساعت اتمی جدید است که یک اتم جیوه جدید استفاده می کند. در کل می توانم بگویم که ساعت های اتمی برای کارهای علمی مثل قلب است برای بدن انسان. در تمام زندگی روزمره تان اثر دارد.
برای اینکه این در اصل دقیق ترین ساعت است. عنصری است که به شما اجازه می دهد واحد زمان را به صورت خیلی ثابت و دقیق بتوانید اندازه بگیرید.
مثلا الان همین مکالمه تلفنی که ما داریم می کنیم، چه از طریق کابل های نوری اتفاق بیافتد و چه از ماهواره، شما باید همه این ارتباطات را میزان کنید و برای همین به یک معیار زمانی خیلی منظم احتیاج است.
مثلا هر چیز روزمره ما وقتی دو نفر یا دو عنصر با هم شروع به مکاتبه می کنند، در اصل باید یک مرجع زمانی باشد که این هر دو عنصر قبول کنند که این را به عنوان مرجعیت زمان استفاده کنند و گرنه هیچ مکالمه ای بین دو عنصر نمی تواند اتفاق بیافتد. برای این که یکی شان یک حرف را در یک زمانی می زند و یکی دیگر در زمان دیگر.
مثال. مثلا ساعتی که دست شما هست. فکر کنید روز ۲۴ ساعت است. بعد از چند روز این ساعت شما شاید یک دقیقه برود جلو و یا یک دقیقه بیاید عقب.
شما مرجع زمانی دیگری استفاده می کنید که زمان ساعت تان را به نسبت آن کوک می کنید. همینطور انسان به یک مرجع مطلق زمانی احتیاج دارد که آنجاست که ساعت های اتمی را استفاده می کنند و در فناوری هایی مثل موشک و فضا، فناوری های تکنولوژی آن خیلی خیلی مهم است برای اینکه می شود قلب آن سیستم. در اصل آن مرجعی است که می توانم بگویم معیارهای زمانی مختلف که در شبکه های مهندسی مختلف استفاده می شوند، همه شان را به نسبت آن قفل می کنند. آن مرجع ثابت در اصل ساعت اتمی است.
این ساعت اتمی یک ساعت مجازی الکترونیکی است یا این که وجود خارجی هم دارد و قابل لمس است؟
نه. قابل لمس است. در اصل اسم ساعت که می آید بعضی وقت ها قد یک آزمایشگاه است. در اصل کاری که می شود این است که شما یک اتم را به عنوان مرجع استفاده می کنید. یعنی به صورت مشخص بگویم، ساعت اتمی ساعتی است که از فرکانس انتقال دو باند انرژی یک اتم به عنوان عنصر زمان استفاده می کند.
مثلا شما یک نوسانگر دارید یا یک فرکانس که چیزی است که به تعداد اندازه گیری دفعه هایی که یک رویداد تناوبی در واحد زمان اتفاق می افتد به صورت ثابت، این را می آییم قفلش می کنیم روی یک باند به خصوص اتم که دقیق ترین و ثابت ترین چیزی است که انسان می شناسد.
یعنی به صورت خلاصه بگویم، یک مرجع زمانی انتخاب می کنیم که مخصوص بنیادترین جسمی است که در طبیعت است یا اتم یا هسته اتم و تمام نوسانگرها را به آن قفل می کنیم. این است که به این می گویند ساعت اتمی.
البته این ساعت برای فناوری های بسیار پیشرفته و مدرن که واحد زمان در آنها بسیار تعیین کننده است، قابل استفاده است، یا نه؟
کاملا همین است. مثلا این تکنولوژی که ما رویش کار کردیم دقیق ترین تکنولوژی در دنیا است. مثلا همین سیستم نظامی.
وقتی یک موشک می فرستید باید از دقت خیلی به خصوصی برخوردار باشد. یا سیستم های ماهواره ای مثل جی پی اس یا گلونس... این ماهواره ها ساعت های اتمی دارند ولی این ساعت هایی که ما درست کردیم، ثابت بودنش به مراتب بهتر از این کاربردها است... این برای ماهواره هایی است که می فرستند در مسافت خیلی دور، به خصوص حتی اگر بخواهند بفرستند دور از منظومه شمسی. در این صورت مسافت مساوی است با سرعت، ضربدر زمانی که شما می خواهید این مسافت را طی کنید.
شما فکر کنید این مسافتی که می خواهید اندازه بگیرید، سرعت نور شاید ۲۴ ساعت، دو روز طول بکشد که این را طی کند. اگر آن مرجع زمانی تان که ساعت اتمی است در این فاصله یعنی در دو روز ثابت بودنش یک کوچولو حتی می توانم بگویم ده به منهای پانزده تکان بخورد، شما می توانید حساب کنید مسافتی که دارد حساب می کند، چقدر توی آن اشتباه است.
کاربرد دیگرش می توانم بگویم در فیزیک هسته ای است. برای این که دفعه اول ما می توانیم دو ایزوتوپ یک اتم که اتم جیوه است در یک ساعت اتمی استفاده کنیم. برای دفعه اول ابتدایی ترین عنصرها که کوارتز است و تشکیل دهنده خود هسته اتم است، به صورت مستقیم اندازه بگیرید و در این چارچوب آزمایش حتی می توانیم یکی از فرضیه های انتشتین را مورد تایید یا تجدید نظر قرار بدهد.
کدام فرضیه منظورتان است؟
به انگلیسی equivalence principle است. فکر می کنم می شود «فرضیه برابری».
آقای تقوی می شود از شما بپرسم که چند سال دارید و در حال حاضر بر روی چه موضوعی در ناسا کار می کنید؟
من الان سی و پنج سالم است. این ساعت اتمی که کار کردیم سه سال طول کشید. من هنوز یک مقدار کمی روی آن کار می کنم.
ولی کار اصلی من الان راجع به یک طرح جدید است که نمی توانم درباره آن الان صحبت کنم. ولی راجع به سیستم سنجش از راه دور است که می تواند این سیستم را دگرگون کند و الان تحقیقاتم در این چارچوب است.
آقای تقوی، شما مخترع ساعت اتمی سازمان فضایی آمریکا (ناسا) هستید. می توانید یک مقدار از پیشینه علمی خودتان برای ما و مخاطبان رادیو فردا بگویید؟
شروین تقوی لاریجانی: من در سن شانزده سالگی اولین اختراعم را انجام دادم که از صوت به عنوان منبع انرژی استفاده می کند. شما می دانید که در جو یا تمام زندگی ما منابع مختلف صوتی هستند که بعضی از این منابع، صوت هایی هستند، فرکانس هایی هستند که ما حتی نمی توانیم بشنویم.
بعد از آنکه من در فرانسه فوق لیسانس گرفتم، رفتم به آمریکا در انستیتوی فناوری کالیفرنیا، کالتک، آنجا دکترایم را گرفتم که در آن چارچوب یک نوسانگر جدیدی را اختراع کردم و نشان دادم که در اصل در تمام علوم مهندسی، و به طور کلی در علم، این نوسانگرها می تواند به دو گروه تقسیم شود.
یک گروه جدیدی از اینها را ارائه دادم که رساله من به عنوان یکی از بهترین رساله های دکترای تمام رشته های این دانشگاه در آن سال نامیده شد.
بعد از آن رفتم به ناسا و در چارچوب ناسا به ارائه کردن و درست کردن یک ساعت اتمی جدید پرداختم که یکی از ایزوتوپ های اتم جیوه را استفاده می کرد.
این ایزوتوپ اتم جیوه را تا به حال کسی استفاده نکرده بود و ما توانستیم باند فرکانس این را صد میلیون دفعه دقیق تر از آن چیزی که تا الان شناخته شده بود درست کنیم.
در اصل دو گروه قبل از ما روی این کار کرده بودند که در دهه های ۶۰ و ۷۰ بود در دوران جنگ سرد. یکی از این گروه ها در شوروی سابق بود و یکی دیگر در فرانسه بود.
برای ما و شنونده های ما که اصولا از این علم پیچیده فضا و اتم اطلاع چندانی ندارند بگویید چه اهمیتی دارد این ساعت و اصولا در کجاها کاربرد دارد؟
این کاری که ما کردیم یک ساعت اتمی جدید است که یک اتم جیوه جدید استفاده می کند. در کل می توانم بگویم که ساعت های اتمی برای کارهای علمی مثل قلب است برای بدن انسان. در تمام زندگی روزمره تان اثر دارد.
برای اینکه این در اصل دقیق ترین ساعت است. عنصری است که به شما اجازه می دهد واحد زمان را به صورت خیلی ثابت و دقیق بتوانید اندازه بگیرید.
مثلا الان همین مکالمه تلفنی که ما داریم می کنیم، چه از طریق کابل های نوری اتفاق بیافتد و چه از ماهواره، شما باید همه این ارتباطات را میزان کنید و برای همین به یک معیار زمانی خیلی منظم احتیاج است.
مثلا هر چیز روزمره ما وقتی دو نفر یا دو عنصر با هم شروع به مکاتبه می کنند، در اصل باید یک مرجع زمانی باشد که این هر دو عنصر قبول کنند که این را به عنوان مرجعیت زمان استفاده کنند و گرنه هیچ مکالمه ای بین دو عنصر نمی تواند اتفاق بیافتد. برای این که یکی شان یک حرف را در یک زمانی می زند و یکی دیگر در زمان دیگر.
مثال. مثلا ساعتی که دست شما هست. فکر کنید روز ۲۴ ساعت است. بعد از چند روز این ساعت شما شاید یک دقیقه برود جلو و یا یک دقیقه بیاید عقب.
شما مرجع زمانی دیگری استفاده می کنید که زمان ساعت تان را به نسبت آن کوک می کنید. همینطور انسان به یک مرجع مطلق زمانی احتیاج دارد که آنجاست که ساعت های اتمی را استفاده می کنند و در فناوری هایی مثل موشک و فضا، فناوری های تکنولوژی آن خیلی خیلی مهم است برای اینکه می شود قلب آن سیستم. در اصل آن مرجعی است که می توانم بگویم معیارهای زمانی مختلف که در شبکه های مهندسی مختلف استفاده می شوند، همه شان را به نسبت آن قفل می کنند. آن مرجع ثابت در اصل ساعت اتمی است.
این ساعت اتمی یک ساعت مجازی الکترونیکی است یا این که وجود خارجی هم دارد و قابل لمس است؟
نه. قابل لمس است. در اصل اسم ساعت که می آید بعضی وقت ها قد یک آزمایشگاه است. در اصل کاری که می شود این است که شما یک اتم را به عنوان مرجع استفاده می کنید. یعنی به صورت مشخص بگویم، ساعت اتمی ساعتی است که از فرکانس انتقال دو باند انرژی یک اتم به عنوان عنصر زمان استفاده می کند.
مثلا شما یک نوسانگر دارید یا یک فرکانس که چیزی است که به تعداد اندازه گیری دفعه هایی که یک رویداد تناوبی در واحد زمان اتفاق می افتد به صورت ثابت، این را می آییم قفلش می کنیم روی یک باند به خصوص اتم که دقیق ترین و ثابت ترین چیزی است که انسان می شناسد.
یعنی به صورت خلاصه بگویم، یک مرجع زمانی انتخاب می کنیم که مخصوص بنیادترین جسمی است که در طبیعت است یا اتم یا هسته اتم و تمام نوسانگرها را به آن قفل می کنیم. این است که به این می گویند ساعت اتمی.
البته این ساعت برای فناوری های بسیار پیشرفته و مدرن که واحد زمان در آنها بسیار تعیین کننده است، قابل استفاده است، یا نه؟
کاملا همین است. مثلا این تکنولوژی که ما رویش کار کردیم دقیق ترین تکنولوژی در دنیا است. مثلا همین سیستم نظامی.
وقتی یک موشک می فرستید باید از دقت خیلی به خصوصی برخوردار باشد. یا سیستم های ماهواره ای مثل جی پی اس یا گلونس... این ماهواره ها ساعت های اتمی دارند ولی این ساعت هایی که ما درست کردیم، ثابت بودنش به مراتب بهتر از این کاربردها است... این برای ماهواره هایی است که می فرستند در مسافت خیلی دور، به خصوص حتی اگر بخواهند بفرستند دور از منظومه شمسی. در این صورت مسافت مساوی است با سرعت، ضربدر زمانی که شما می خواهید این مسافت را طی کنید.
شما فکر کنید این مسافتی که می خواهید اندازه بگیرید، سرعت نور شاید ۲۴ ساعت، دو روز طول بکشد که این را طی کند. اگر آن مرجع زمانی تان که ساعت اتمی است در این فاصله یعنی در دو روز ثابت بودنش یک کوچولو حتی می توانم بگویم ده به منهای پانزده تکان بخورد، شما می توانید حساب کنید مسافتی که دارد حساب می کند، چقدر توی آن اشتباه است.
کاربرد دیگرش می توانم بگویم در فیزیک هسته ای است. برای این که دفعه اول ما می توانیم دو ایزوتوپ یک اتم که اتم جیوه است در یک ساعت اتمی استفاده کنیم. برای دفعه اول ابتدایی ترین عنصرها که کوارتز است و تشکیل دهنده خود هسته اتم است، به صورت مستقیم اندازه بگیرید و در این چارچوب آزمایش حتی می توانیم یکی از فرضیه های انتشتین را مورد تایید یا تجدید نظر قرار بدهد.
کدام فرضیه منظورتان است؟
به انگلیسی equivalence principle است. فکر می کنم می شود «فرضیه برابری».
آقای تقوی می شود از شما بپرسم که چند سال دارید و در حال حاضر بر روی چه موضوعی در ناسا کار می کنید؟
من الان سی و پنج سالم است. این ساعت اتمی که کار کردیم سه سال طول کشید. من هنوز یک مقدار کمی روی آن کار می کنم.
ولی کار اصلی من الان راجع به یک طرح جدید است که نمی توانم درباره آن الان صحبت کنم. ولی راجع به سیستم سنجش از راه دور است که می تواند این سیستم را دگرگون کند و الان تحقیقاتم در این چارچوب است.
|
|
|
|