Zamanı hassas bir şekilde takip etmek için, artık atom saatleri yerine optik atom saatleri devreye girmeye başlıyor. Bu aygıtlar, son birkaç yılda gösterdikleri vakti takip etme yeteneklerini daha da geliştirdiler ve artık sıradan atom saatlerinin yeteneklerinin çok ötesine geçmeyi başardılar.
Atom saatleri mutlak sıfıra yakın bir sıcaklığa soğutulmuş sezyum atomlarını kullanır ve bu atomların rezonans frekansını ölçerek vakti takip eder. En gelişmiş atom saatleri 300 milyon yılda bir saniye gibi etkileyici bir hata hissesiyle vakti ölçebiliyor. Fakat bilim insanları, bundan daha uygununu yapmanın da mümkün olduğunu fark ederek, bir “ışık ağı” veya teknik olarak optik bir kafes kullanarak on binlerce atomu yakalayıp ölçmenin mümkün olduğunu gördüler.
Yeni geliştirilen optik atomik saatte kullanılan kafes, mutlak sıfırın sırf bir derece üzerinde 40.000 stronsiyum atomunu barındırıyor. Bu saatin ölçüm ünitesi, bu atomdaki elektronların spesifik enerji düzeyleri arasındaki geçiş. Araştırmacılar, bunu kullanarak, vakti milyarda teğin milyarda birinin onda biri başına 8,1’lik inanılmaz bir hata payıyla ölçebildiler.
Neden bu kadar önemli?
Bu kadar yüksek bir hassasiyete sahip olmak, çoğumuz için önemli görünmeyebilir. Atom saatlerinin hassaslık seviyesi, insanlık için birden fazla zaman kafidir. Atom saatlerinin hassasiyeti, GPS gibi hayatımızın birçok farklı alanında etkili bir şekilde kullanılıyor. Bunların yerini optik atom saatlerinin alması, doğruluğu en az 1.000 kat daha yükseğe çıkaracaktır. Lakin aynı zamanda temel fizik için yeni test teknikleri de açılmış olur.
Kıdemli yazar Profesör Jun Ye, 2022 Temel Fizikte Atılım Ödülü’nü kazandığında yaptığı açıklamasında “Çok küçük uzay-zaman eğriliğine hassas vakitlere ulaşırsak bizi bekleyen çok ilginç keşifler olacak” demişti.
Örneğin bu aşırı hassas saatler, genel göreliliği incelemek için kullanılabilir. Atomik saatlerle, özellikle de GPS uydularında genel görelilik etkileri esasen gözlemlenebiliyor. Fakat daha yüksek hassasiyet sayesinde, varsayımlarımızın doğru olup olmadığını çok daha iyi bir şekilde kontrol edilebilir ve daha önce gözlemlemediğimiz şeyleri ortaya çıkarabiliriz.
Bu hassasiyet artışı, telefonunuzun harita uygulamasında devrim niteliğinde bir yenilir sunmayabilir, fakat insanlığın bilim çalışmalarında çığır açıcı gelişmelerin kapısını açacaktır. Bu sayede uzay keşifleri de dahil olmak üzere pek çok hesaplama çok daha doğru bir şekilde gerçekleştirilerek, örneğin Mars üzerinde tam olarak istediğimiz noktaya iniş yapmayı kolaylaştırabilir.
Sonuçları açıklayan bir makale yakında Physical Review Letters’da yayınlanacak.
17:11
