Dünya’da kullanılan standartları belirleyen NIST’den(JILA) bilim insanları stronsiyum atom saatiyle yeni bir hassasiyet rekoruna imza attı. Yeni yapılan modifikasyon o kadar hassas ki, 15 milyar yılda bir saniye hata yapıyor. Yani tüm evrenin tahmini yaşı kadar bir sürede ancak 1 saniye hata payına sahip.
Zamanda hassasiyet GPS uydularını konumlamaktan, gelişmiş iletişim teknolojilerine kadar oldukça önem taşıyor. Örneğin, yerçekimi bazlı duyarlı altimetre cihazları ve kuantum deneylerinde atomlar arasındaki düzeltmeler fütüristik örnekler olarak gösterilebilir.
Nature Communications dergisinde tarif edilen JILA’da buluna deneysel stronsiyum latis atom saati NIST ve Kolorado Boulder Üniversitesi ile birlikte üretildi. Geçen sen üretilen atom saatine göre 3 kat daha hassas olan saat, stronsiyum atomlarının iki atom seviyesi arasındaki rezonans frekansını kullanıyor. Saatin stabilitesi daha öncekine oranla % 50 daha fazla geliştirildi.
JILA saati zaman ve yerçekimi kuvvetinin hafif yükseklik değişimlerindeki ufak değişimleri ölçebilecek kadar hassas. Einstein’ın rölativite teorilerinde öngördüğün bu etkiler, saatin daha yüksekte daha hızlı işleyeceğini öngörüyor. Çoğu bilim insanı bunu göstermeye çalışsa da, bu kadar yüksek bir duyarlılık sağlanamıyordu.
Rölativistik jeodezide anafikir saatlerden oluşan bir ağı yerçekimi sensörü olarak kullanarak dünyanın şeklinden kaynaklanan 3D ölçümleri hassas bir şekilde yapmak. “Elde ettiğimiz performans o kadar iyi ki, Dünya yüzeyinden her 2 cm yükselmeden kaynaklanan kütle çekimsel geçişleri ölçebiliriz. Sanırım sonunda rölativistik jeodezide kullanılabilecek yararlı bir bileşen” diyor JILA/NIST’den Jun Ye.
Jun Ye ve diğer araştırmacılar bu saatler sayesinde her 1 cm’de bir kütleçekimsel değişimin tespit edilebileceğinde hem fikir oldular.
JILA/NIST atom saatinde birkaç bin stronsiyum atomu 30*30 mikronluk kolonda “ optik kafes” içinde tutuluyor. Bu sayede yoğun lazer ışıkta 400 civarı dairesel (gözleme gibi) kolonlar sağlanabiliyor. JILA ve NIST bilim insanları bu stronsiyum tıklamalarını saniyede 430 milyon olarak stabil gerçekleştiğini tespit ettiler.
JILA saatin şu an dünyadaki bütün saatlerden hassas .
- L. Nicholson, S.L. Campbell, R.B. Hutson, G.E. Marti, B.J. Bloom, R.L. McNally, W. Zhang, M.D. Barrett, M.S. Safronova, G.F. Strouse, W.L. Tew, J. Ye. Systematic evaluation of an atomic clock at 2 × 10−18 total uncertainty. Nature Communications, 2015; 6: 6896 DOI:10.1038/ncomms7896
