Vakti atom çekirdeğiyle ölçen birinci nükleer saat geliştirildi

Nature mecmuasının haberine nazaran, biri Avrupa’da oburu Çin’de olmak üzere iki bağımsız araştırma takımı, vakti atomun çekirdeğindeki güç değişimlerini kullanarak ölçen iki farklı nükleer saat üretti.

Mevcut atom saatleri, atomların elektronlarının güç düzeyleri arasındaki geçişleri temel alırken, yeni geliştirilen nükleer saatler atom çekirdeğinde bulunan proton ve nötronların güç durumlarındaki değişimleri kullanıyor.

Araştırmacılar, yaklaşık 20 yıldır üzerinde çalışılan teknolojinin teorik bir kavram olmaktan çıkarak fonksiyonel bir hassas vakit ölçüm aracına dönüştüğünü belirtti.

Nükleer saatlerin çalışmasında, toryum-229 isimli elementin çekirdeğindeki güç düzeyleri arasındaki geçişlerden yararlanılıyor. Bilim insanları, bu geçişleri morötesi lazer ışığıyla tetikleyerek çekirdeğin doğal titreşim frekansını vakit ölçümünde kullanmayı başardı.

Araştırmalarda geliştirilen saatlerin, bir günlük çalışma müddetinde yaklaşık 3 milyon yılda 1 saniyelik sapmaya denk gelen doğruluk seviyesine ulaştığı kaydedildi.

Haberde, bu sapmanın her 40 milyar yılda bir saniye kazanan yahut kaybeden optik atom saatlerinin doğruluğunun hala altında olduğuna vurgu yapıldı.

Bilim insanları, atom çekirdeklerinin dış etraftan elektronlara nazaran daha az etkilenmesi sebebiyle nükleer saatlerin mevcut atom saatlerinden daha sağlam ve taşınabilir olabileceğini söz etti.

NE İŞE FAYDA?

Nükleer saatler, vakti atomun elektronları yerine atom çekirdeğindeki güç değişimlerine nazaran ölçüyor. Bu da onları teorik olarak daha kararlı, güçlü ve taşınabilir hale getirebilir. Zira atom çekirdeği, dış ortamdan elektronlara nazaran daha az etkileniyor.

Çok hassas vakit ölçümü; GPS/navigasyon, uydu sistemleri, internet ve finansal data transferi üzere alanlarda kritik. Bu sistemlerde saniyenin çok küçük bir kısmı bile pozisyon, bağlantı ve bilgi güvenliği açısından fark yaratabiliyor.

ÖNEMİ NE?

Bu çalışma, yaklaşık 20 yıldır teorik seviyede kalan nükleer saat fikrinin birinci kere fonksiyonel hale geldiğini gösteriyor. Şu an en güzel atom saatlerinden daha hassas değiller fakat ileride daha küçük, daha dayanıklı ve taşınabilir ultra hassas saatlerin yolunu açabilirler.

Ayrıca bilimsel açıdan da değerli: Nükleer saatler, karanlık madde, temel fizik sabitleri ve kainatın yapısı üzere bahislerde bugüne kadar ölçülemeyen çok küçük değişimleri araştırmak için yeni bir araç olabilir.