Şimdiye Kadar Yapılmış En Doğru Saat İçin Yeni Bir Rekor Kırdık

Mutlak sıfıra yakın bir sıcaklığa soğutulmuş hapsolmuş alüminyum iyonunun minik titreşimlerini ölçerek, saat saniyeleri 19 ondalık basamak hassasiyetle hesaplıyor.

Doğruluk rekorunu kırmanın yanı sıra (teknik terimlerle sistematik belirsizlik olarak bilinir), saat, türündeki diğer saatlerden 2,6 kat daha stabildir.

NIST'ten fizikçi Mason Marshall, “Şimdiye kadarki en doğru saat üzerinde çalışmak heyecan verici” diyor.

"NIST'te, fizik alanını ve çevremizdeki dünyayı anlamamızı ilerletebilecek hassas ölçümlerde bu uzun vadeli planları gerçekleştirme fırsatı buluyoruz.

20 yıllık çalışmanın sonucu olan rekor kıran saatin tasarımı, kuantum fiziği hakkında derinlemesine bilgiye dayanıyor ve çevresindeki her mikro hareket, saatin tik tak sesini çok küçük miktarlarda bozabiliyor.

Bu, saatin kasasını oluşturan elmas yonga ve içindeki elektrotların altın kaplamalarını kalınlaştırarak, saatin gerekli tik tak sesini sağlayan elektrik alanlarını daha da stabilize etmek suretiyle başarıldı.

Saatin güvenilirliği için hayati öneme sahip olan, alüminyumun yüklü magnezyum atomu ile eşleştirilmesidir; bu “arkadaş” iyon, alüminyum iyonunun lazer ışığı ile kontrol edilmesini kolaylaştırarak, araştırmacılara doğruluk ve kararlılığın kazanan kombinasyonunu sağlamıştır.

Lazer, 3,6 kilometre (2 milin biraz üzerinde) uzaklıktaki, hassasiyet ve kararlılığı ile tanınan komşu bir laboratuvardan sağlanmıştır.

Genel olarak, bir saniyeyi ölçmek için yeterli veriyi toplamak için gereken süre – ondalık basamağın 19'una kadar – üç haftadan bir buçuk güne indirildi.

NIST elektrik mühendisi Daniel Rodriguez Castillo, “Bu büyük ve karmaşık bir zorluk, çünkü saatin tasarımının her parçası saati etkiliyor” diyor.

Bu saatler, yatma (veya kalkma) zamanını bildiren bir kol saatinin yaptığı gibi zamanı ölçmez. Bunun yerine, diğer saatleri kalibre etmek, deneylerde kullanmak ve çevremizdeki evreni araştırmak için zaman ölçümünde referans noktası görevi görürler. Bir saniyenin ne kadar sürdüğünü bilmek, fizikte çok önemli bir ölçüttür.

Bu, karanlık madde arayışından Einstein'ın izafiyet teorisini test etmeye kadar her türlü bilimsel alana fayda sağlar. Dahası, araştırmacılar daha fazlasının geleceğini ve sistem kararlılığını ve iyon kontrolünü daha da iyileştirerek bu atom saatleri ile daha yüksek doğruluk elde edilebileceğini düşünüyor.

NIST'ten fizikçi Willa Arthur-Dworschack, “Bu platformla, saat iyonlarının sayısını artırmak ve hatta onları birbirine bağlamak gibi yeni saat mimarilerini keşfetmeye ve ölçüm yeteneklerimizi daha da geliştirmeye hazırız” diyor.

Bu yazı SCIENCEALERT’ de yayınlanmıştır.