Tarihin en hassas atom saati
Atom saati, yumurtaların taşınmasında kullanılan yumurta kutularını andırıyor. Her bir atom kendi yuvasında elektromanyetik dalgalardan korunuyor.
Tarihte yapılan en hassas atom saati, saniyeyi yeniden tanımlamak üzere zamanı saymayı bekliyor. Zamanı atomların titreşiminden ölçen saat, 1018 saniyede bir saniye şaşıyor.Atom saatlerinin hassasiyeti günlük hayatta kullanılan kol saatlerinden biraz daha yüksek! Bu saatler 30 milyon yılda bir saniye şaşıyor. Ancak, bununla yetinmeyen bilim insanlarının daha hassas saat yapma arzusu yeni ve daha gelişmiş saatlerin önünü açıyor.
‘TİK-TAK’ SAYISINI ARTIR
Almanya’nın önde gelen bilim kurumlarından Max Planck Enstitüsü uzmanlarından Thomas Udem, daha yüksek hassasiyet için, saatin ‘tik-tak’larını artırmak gerekeceğini belirtiyor. Bu teze göre, akan giden zamanı dilimlere bölen ‘tik-tak’ların sayısı arttıkça, ölçülen zaman daha ince dilimlere bölünecek. ‘Tik-tak’lar arasındaki zaman aralığı kısaldıkça da ölçüm hassasiyeti yükselecek. Zamanı daha kısa dilimlere ayırma kavramı, insanoğlunun güneş saatinden kum saatine, sarkaçlara ve gelişmiş kronometrelere uzayan serüveninin de temelinde yatıyor. Çağdaş ‘caesium’ saatleri, saniyede 9 milyar titreşim ölçebiliyor.
BİR GÜN BİLE UZUN KALIR
Bilim insanları 1950’lerin caesium saatlerinden daha hassas saat arayışında ytterbium (Yb) ve strontium (Sr) gibi yeni elementleri değerlendiriyor. Strontium saniyede 429.228.004.229.952 (429 trilyon 228 milyar 4 milyon 229 bin 952) kez titriyor.
STRONTİUM TEMEL ALINACAK
Strontium elementinden atom saati üretmenin iki yolu var, ya tek bir atomun titreşimleri sayılacak, ya da birden çok atom aynı anda sayılacak. Tek atom kullanmanın avantajı, tek atomu, titreşim frekansını bozan elektromanyetik alandan korumanın daha kolay olması. Dezavantajı ise, bu derece yüksek bir frekansta tek bir atomun hareketliliğini ölçmenin daha zor olması. Çok atomlu düzenekte ise, ölçüm kolaylaşırken, elektromanyetik alanın etkisinden dolayı ölçüm kesinliğinden yitiriliyor.
YUMURTA KUTUSU DÜZENEĞİ
Tokyo Üniversitesi’nden Hidetoshi Katori, tekli ve çoklu atom düzeneklerinin avantajlarını birleştiren bir sistem geliştirdi. Katori, 6 lazer ışını kullanarak elektromanyetik dalgalar yaratıyor. Bu sistem, her bir strontium atomunu tek tek destekleyen enerji kaynakları yaratıyor. Düzenek, yumurtaların taşınmasında kullanılan yumurta kutularını andırıyor. Her bir atom kendi yuvasında elektromanyetik dalgalardan korunuyor. Bu şekilde çoklu atom düzeneğinde dahi, atomlar elektromanyetik dalgalardan etkilenmiyor.
Daha önce bu sisteme benzer sistemler yapılmış, fakat atomları koruması gereken lazerlerin titreşimi bozduğu görülmüştü. Katori, lazerlerin frekanslarını düzeneğin üst ve altını eşit derecede etkileyecek şekilde ayarladı. Bu şekilde lazerlerin titreşime etkisi sabitlendi. Katori’nin atom saati zamanı 10-18 kat hassasiyetinde ölçüyor. Diğer bir deyişle, 1018 saniyede bir saniye şaşıyor.
Kaynak: Makalenin tam metni bilim dergisi Nature’da yayımlanmıştır.
