Daha önce yapılan kuantum mantık saatinin 3.7 milyar yılda bir saniyelik doğruluğundan tatmin olmayan National Institute of Standards and Technology (Ulusal Standartlar ve Teknoloji Enstitüsü-NIST) ve JILA daha hassas bir saat yaptı. Strontiyumdan üretilen Dünya’nın en hassas saati o kadar stabil ki, 5 milyar yılda sadece 1 saniye hata yapıyor.
Atomik saat performansı iki anahtar metrik ölçüldü. Bunlardan birincisi olan stabilite, saatin en iyi performansa ulaşması için ne kadar süre geçmesine bağlı olan bir belirleme faktörü. İkincisi ise kesinlik, referans atomları iki enerji seviyesi arasındaki osilasyonuna gerçek rezonans değerinin yakınlığı .
NIST’ten belirtildiğine göre yeni stronsiyum kafes saati, NIST’in geçen sene sunduğu Ytterbium saatin stabilitesine oldukça yakın. Diğer atom saatlerinin stabiliteyi yakalaması saatler hatta günler alırken, bu iki saatte saniyeler içinde stabiliteye geliyor. Ayrıca, NIST’in belirttiğine göre, yeni atom saati önceki saatinden yani kuantum mantık saatinden % 50 daha hassas. 1990’larda üretilen sezyum kaynaklı atomik saatler hassasiyet rekorlarını elde tutuyordu.
Yeni stronsiyum saati daha hassas olsa da dünyada zamanı tanımlamak için halen sezyumlu atom saatleri kullanılıyor. Çünkü NIST halen, NIST-F1 sezyum kaynaklı saatle ulusal saati belirliyor. Örneğin, Amerikan’ sivil saatini belirlemek için halen bu saati kullanıyor. Buna rağmen NIST, stronsiyum kafes ya da diğer deneysel pillerin bir gün zamanı belirleyen standart olabileceğini belirtiyor.
JILA stronsiyum saati optik bir atom saati olduğunda birkaç bin nötr stronsiyum atomun optik lazer kafesinde tutarak çalışıyor.
Stronsiyum atomlarından oluşan tiktaklar, saniyede 430 trilyon keze denk geliyor . Belirli bir frekansta kırmızı lazer yardımıyla enerji seviyeleri arasında değişim ölçülüyor. Diğer atom saatlerinde tek bir atomun kuantum seviyeleri arasındaki gidip gelmesi ölçülürken, strontiyum saatlerinde binlerce atomun kuantum dalgalanmasının ortalaması iki tiktak arasındaki tek ölçüme denk geldiğinden, aynı doğruluk ve tekrarlanabilirliği tek seferde sağlıyor.
Kaynak : http://www.gizmag.com/strontium-lattice-atomic-clock-nist-jila/30563/
Araştırma Referansı:
- B. J. Bloom, T. L. Nicholson, J. R. Williams, S. L. Campbell, M. Bishof, X. Zhang, W. Zhang, S. L. Bromley, J. Ye. An optical lattice clock with accuracy and stability at the 10-18 level. Nature, 2014; DOI: 10.1038/nature12941